본 논문은 우리나라 메주로부터 분리된 B. polyfermenticus CJ9이 생산하는 항세균 물질과 항진균 물질에 대해 분석하였다. 단백분해효소에 의해 항세균 활성과 항진균 활성이 크게 감소되는 경향이 확인되어 B. polyfermenticus CJ9이 생산하는 항세균 물질과 항진균 물질 모두 단백질성 물질임을 확인할 수 있었으며, 열 및 \( \mathrm{pH} \) 안전성 등의 특성에서 큰 차이를 보여 두 물질은 서로 다른 물질이라는 것도 알 수 있었다. 본 연구를 통해 B. polyfermenticus CJ9가 향후 천연보존제, 생균제재, 항생제 등으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
<h2>항균 물질의 부분 정제 및 Tricine-SDS-PAGE</h2> <p>B. polyfermenticus CJ9의 항세균 물질과 항진균 물질을 부분 정제하기 위해서 배양상등액을 \( \mathrm{C}_{18} \) Sep-Pak column에 흡착시킨 후 \( 100 \% \) methanol로 용출하여 얻은 분획에서만 강한 항세균 활성과 항진균 활성을 관찰하였으며, 이로부터 B. polyfermenticus CJ9이 생산하는 항세균 및 항진균 물질 이 소수성 물질임을 알 수 있었다(data not shown).</p> <p>B. polyfermenticus CJ9의 배양상등액을 \( C_{18} \) Sep-Pak column으로 부분 정제한 시료를 Tricine-SDS-PAGE로 단백질 분리를 하였을 때 세 개의 주된 band를 나타내었다(Fig. 4). 세 개의 band의 항세균 및 항진균 활성을 direct detection 방법으로 측정하였다. 항세균 활성은 B. subtilis ATCC 6633을 지시균으로하여 측정한 결과 세 개의 band에서 항세균 저해 활성을 보이는 부분이 관찰되지 않았다. 이와 같은 결과는 Table 3에서 보여진 B. polyfermenticus CJ9의 항세균 물질이 열에 몹시 불안정한 특성을 고려하여 볼 때, Tricine-SDS-PAGE 시행시 시료를 \( 100^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 5 분간 처리해주는 과정에서 그 활성이 상실되었을 것으로 생각되어진다.</p> <p>그러나 열에 안정한 항진균 물질의 활성은 Tricine-SDS-PAGE 상의 세 개의 band 중 분자량 \( 1.4 \mathrm{kDa} \) 부분의 band에서만 항진균 활성을 나타내었으며 다른 두 band 부분에서는 항진균 활성이 관찰되지 않았다(Fig. 4). 이상의 실험 결과로부터 B. polyfermenticus CJ9이 생산하는 항세균 물질의 분자량은 본 실험으로부터 확인할 수 없었으며, 항진균 물질은 약 \( 1.4 \mathrm{kDa} \) 분자량을 가지는 단백질성 물질임을 추정할 수 있었다.</p> <p>B. polyfermenticus CJ9이 생산하는 항세균 물질과 항진균 물질은 생육곡선에 따른 역가 차이를 보였으며, 열 및 \( \mathrm{pH} \) 안전성 등의 특성에서 큰 차이를 보여 두 물질은 서로 다른 물질임을 알 수 있었다. 그러나 단백분해효소에 의해 항세균 활성과 항진균 활성이 크게 감소되거나 소실되어 항세균 물질과 항진균 물질은 모두 단백질성 물질임을 추정할 수 있었다.</p> <p>세균이 생산하는 천연 항균성 peptide 또는 단백질 물질인 bacteriocin은 생산균주와 계통학적으로 유사한 균종에 대하여 좁은 항균 spectrum을 가진다. Bacteriocin과 생화학적인 활성은 유사하나 기능적, 구조적 차이를 보이는 bacterio-cin-like substances(BLS)는 광범위한 항진균 및 항세균 활성을 가지며 일부 단백분해효소에 내성을 나타내는 특징을 지닌다. B. polyfermenticus CJ9은 그람 양성균으로 단백질성 물질의 항세균 물질과 항진균 물질을 생산하며, 일부 단백 분해효소에 내성을 보이는 BLS의 특징을 나타내었다.</p> <p>B. polyfermenticus는 B. subtilis와 더불어 GRAS균주로서 대표적 프로 바이오틱 미생물로 알려져 있으며, 특히 B. polyfermenticus 는 현재 정장용 생균제재(probiotic)로 시판되고 있다. 우리니라 메주로부터 분리된 B. polyfermenticus CJ9이 생산하는 항세균 물질과 항진균 물질에 관한 본 연구는 인체와 식품에 유해한 곰팡이, 효모 및 세균에 항진균 활성과 항세균 활성을 동시에 가지는 B. polyfermenticus 유래의 항균 물질에 관한 보고이다. 본 연구 결과를 통하여 새로운 항균 활성 미생물의 개발이라는 측면과 아울러 식품 및 사료 등에 천연보존제(biopreservative), 생균제재(probiotic) 및 항생제 대체 의약품으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 이를 위하여 본 실험실에서는 현재 항세균 물질과 항진균 물질의 정제 및 구조분석, 프로바이오틱 미생물로서의 기능적 특성규명 등의 연구를 수행 중에 있다.</p>