호서대학교 점액세균은행이 보유한 2,672균주의 점액세균은 전국 2,015지점에서 채취한 토양시료로부터 분리되었다. Gerth 등의 연구에 따르면, Myxococcus와 Sorangium 속의 점액세균은 다양한 생리활성물질을 생성하지만, Corallococcus 속 점액세균은 거의 생성하지 않는다. 이는 Corallococcus 속 점액세균에서 발견된 물질이 극소수였던 이유로, 특정 배양 조건에서 물질이 극소량이거나 전혀 생성되지 않아 활성조사에서 검출되지 않았기 때문이다. 실험 결과, 특정 분획에서 S. aureus 성장을 저해하는 활성이 발견되었다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>Corallococcus 및 Myxococcus 속 균주들의 배양추출물 제조와 항균 활성 측정</h2> <p>호서대학교 점액세균은행은 전국 2,015지점에서 채취한 토양시료로부터 분리한 2,672균주의 야생 점액세균을 보유하고 있다. 16\(\mathrm{S}\) rRNA 유전자 염기서열 및 자실체 형태를 기반으로 한 균주 동정에 의하면, 보유 균주들의 \( 40.9 \% \)가 Myxococcus 속 균주들이며, \( 28.0 \% \)가 Corallococcus 속, \( 23.5 \% \)가 Sorangium 속, 그리고 나머지 \( 7.7 \% \)가 다른 속에 속하는 점액세균 균주인 것으로 분석되었다.</p> <p>Gerth 등은 점액세균에서 탐색된 생리활성물질과 생산 균주에 대한 정보를 바탕으로 Myxococcus 속과 Sorangium 속균주들이 다양한 생리활성물질을 생산하는 반면, Corallococcus속 균주들은 생리활성물질을 거의 생산하지 않음을 보고하였다. 국내에서 분리한 Corallococcus 속 균주들도 동일한 양상을 보이는지 알아보기 위하여, 국내 토양시료에서 분리한 Corallococcus 174속 균주와 Myxococcus 207속 균주들을 배양하여 배양추출물을 제조하고, C. albicans, S. aureus, P. aeruginosa에 대한 생장저지 활성을 측정하였다. 그 결과, 174 Corallococcus 속 균주 중 \( 7.5 \% \)에 해당하는 13균주가 C. albicans의 성장을 억제하는 항진균 활성을 보였으며, \( 12.1 \% \)에 해당하는 21균주가 그람음성 세균인 S. aureus에, \( 3.4 \% \)에 해당하는 6균주가 그람양성 세균인 P. aeruginosa 에 항세균 활성을 보였다(Table 1). S. aureus에 활성을 보인 6균주들은 모두 P. aeruginosa에도 활성을 보였지만, C. albicans에 활성을 보인 13균주들은 S. aureus과 P. aeruginosa에 활성을 보이지 않았다. 따라서 174균주 중 \( 19.5 \% \) 에 해당하는 34균주가 항진균 또는 항세균 활성을 보였다.</p> <p>Myxococcus 속 균주들의 경우에는 207균주 중 \( 51.7 \% \)에 해당하는 107균주가 C. albicans의 성장을 억제하는 항진균 활성을 보였으며, \( 1 \% \) 에 해당하는 2균주가 그람음성 세균인 S. aureus에 항세균 활성을 보였다. P. aeruginosa에 항세균 활성을 보인 균주들은 없었다. S. aureus에 활성을 보인 2 균주 중 1균주가 C. albicans에도 활성을 보였으므로 207균주 중 \( 52.2 \% \)에 해당하는 108균주가 항진균 또는 항세균 활성을 보였다. 이는 Corallococcus 속 균주들에 비해 2.7배 높은 비율이다. 이러한 결과는 국내 토양에서 분리된 Corallococcus 속 균주들도 국외 분리 균주들과 마찬가지로 Myxococcus 속 균주들에 비해 활성물질 생산 비율이 낮음을 보여준다. 이러한 특성으로 인해 그 동안 Corallococcus에서의 신규 물질 발견이 Myxococcus에 비해 상대적으로 낮은 것으로 사료된다. 하지만 최근의 유전체 분석 결과에 의하면 Corallococcus 균주들도 Myxococcus 속 균주들과 유사한 숫자의 이차대사산물 생합성 유전자를 가지고 있어 많은 수의 생리활성물질을 생산할 수 있는 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 따라서 지금까지 Corallococcus 균주들에서 발견된 물질이 극소수였던 이유는 물질탐색을 위해 사용된 배양 조건에서 물질이 극소량 생산되었거나 아예 생산이 되지 않아 활성조사에서 검출되지 않았기 때문인 것으로 추정된다.</p> <p>개별 활성에서는 다른 양상을 보였는데, 항진균 활성의 경우에는 Corallococcus 속 균주들\((7.5\%)\)이 Myxococcus 균주들\((51.7\%)\)에 비해 낮은 비율을 보였지만, 항세균 활성의 경우에는 Corallococcus 속 균주들\((12.1\%)\)이 Myxococcus 속균주들\((1\%)\)에 비해 높은 비율을 보였다. 특히 Myxococcus 속 균주들에서는 P. aeruginosa에 대한 저해 활성을 전혀 보이지 않았지만, Corallococcus의 경우에는 6균주가 P. aeruginosa에 대한 성장 저해 활성을 보였다.</p> <p>이후의 실험에서는 Corallococcus 속 균주들에 의한 물질 생산 특성을 조사하기 위하여 S. aureus와 P. aeruginosa에 활성을 보인 6균주 KYC4006, KYC4010, KYC4012, KYC4021, KYC4023, KYC4046를 대상으로 자실체 형성, 배지 및 배양시간에 따른 물질 생산을 조사하였으며, 배양추출물들을 HPLC로 비교 분석하였다.</p> <h2>S. aureus와 P. aeruginosa에 성장저지 활성을 보인 C. coralloides 균주들의 특성</h2> <p>S. aureus와 P. aeruginosa에 활성을 보인 6균주들을 자실체 유도배지인 WCE 배지에서 7일간 배양하였을 때, 6균주들은 모두 구불구불한 산등성이 형상의 전형적인 C. coralloides 자실체를 형성하였으며, 일부 균주들은 산등성이 위에 뿔과 같은 구조물을 형성하기도 하였다. 16S rRNA 유전자 서열도 C. coralloides의 표준균주인 DSM2259(Accession number DQ768120)와 \( 99.7 \% \) 이상 동일하였다. 따라서 6균주는 모두 C. coralloides인 것으로 확인되었다. 하지만 균주들 간에는 자실체의 형태와 색에서 차이를 보이는데, KYC4010은 끝이 산등성이 위에 동그란 뿔을 형성한 반면, KYC4012는 끝이 뾰족한 뿔을 형성하였으며, KYC4006은 자실체 색이 다른 균주와 차이를 보였다. \( 16 \mathrm{S} \) rRNA 유전자 서열에서도 차이를 보였다. 6 균주들은 모두 지역적으로 다른 장소에서 분리한 균주들로, KYC4006, KYC4012는 강원도에서 채취한 토양에서 분리하였으며, 다른 4 균주는 각각 경남, 인천, 전북, 충북에서 채취한 토양에서 분리하였다. 이러한 결과들을 바탕으로 6균주는 모두 다른 균주들인 것으로 사료되었다.</p> <h2>C. coralloides가 생산하는 항세균 물질의 HPLC 분석</h2> <p>S. aureus와 P. aeruginosa에 활성을 보인 6균주들이 활성을 전혀 보이지 않은 C. coralloides 균주 KYC1674와 물질생성에서 어떤 차이를 보이는지 조사하기 위하여 이들의 배양추출물을 Zorbax SB-C18 컬럼을 장착한 HPLC를 사용하여 비교 분석하였다. 7개 균주들의 배양추출물을 HPLC로 전개하였을 때, 25 분 이전에서는 대체로 유사한 크로마토그램을 보였다. 하지만 25분 이후에는 활성이 없는 KYC1674와 활성이 있는 6균주들의 배양추출물들 사이에 눈에 띄는 차이가 관찰되었다. 특히, 26.62, 30.14, 30.71, 31.23, 31.71분에서 검출된 피크들은 대부분의 활성이 있는 균주들에서 검출되었지만 활성이 없는 KYC1674의 추출물에서는 검출되지 않았다. 이후 실험을 위해 차이를 보이는 피크 각각에 번호를 매겨 구분하였다.</p> <p>분석된 피크 중 어떤 피크가 항세균 활성을 보이는지 조사하기 위하여 6균주의 하나인 KYC4012의 배양추출물을 대상으로 HPLC 전개를 실시하여 5개 피크의 분획을 받아 농축한 다음, S. aureus와 P. aeruginosa를 대상으로 활성을 측정하였다. 그 결과, 각각 30.14, 30.71, 31.23, 31.71분의 머무름 시간을 갖는 피크-2, 3, 4, 5 분획이 S. aureus에 성장 저해 활성을 보였으며, 26.62분의 머무름 시간을 갖는 피크 -1 분획은 활성을 보이지 않았다. 한편, 다섯 피크 모두는 P. aeruginosa에 저해 활성을 보이지 않았다.</p> <p>C. coralloides에서 발견된 생리활성물질로는 corallopyronin, pyrrolnitrin, myxothiazol, myxovalargin 등이 있는데, myxothiazol과 pyrrolnitrin은 전자전달을 저해하는 항진균 물질이며, corallopyronin은 RNA 중합효소의 작용을 저해하는 항세균 물질이고, myxovalargin은 단백질 합성을 저해하는 항세균 물질로 알려져 있다. 그런데 myxovalargin이 S. aureus와 P. aeruginosa에 모두 활성을 보이는 반면, corallopyronin은 S. aureus에만 활성을 보이고 P. aeruginosa에는 활성을 보이지 않는 것으로 알려져 있다. 하지만 현재의 결과로는 KYC4012의 배양추출물에서 활성을 보이는 물질이 corallopyronin인지는 확인되지 않았다.</p>