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학위논문 상세정보

Identification of Novel Bacterium Arthrobacter ginsengisoli and Effect of Rg3 Enriched Extract on Pre-osteoblast 원문보기

  • 저자

    Muhammad Zubair Siddiqi

  • 학위수여기관

    경희대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    생명공학원

  • 지도교수

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    68p.

  • 키워드

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13536637&outLink=K  

  • 초록

    인삼 근권의 토양 시료로부터 분리된 다양한 균주는 16S rRNA 시퀀스를 이용하여 similarity > 97%인 균주를 신균 종으로 선택하였고 추후 DNA-DNA hybridization 실험을 진행하여 신균 종으로 확인하였다. 신종 균은 유전학적, 형태학적 및 화학적 방법으로 특성을 검정하였다. 생리학적인 방법으로는 Gram-reaction, 운동성, 포자 형성 및 생육 양성 등을 조사하였고; 생화학적 방법으로는 API 32GN, API 20NE, API ZYM등의 kit를 이용하여 여러 가지 당과 아미노산의 이용성과 분해능을 조사하였다. 또한 화학적인 분석 방법으로는 quinone, 지방산, 극성 지질, whole cell wall sugar, peptidoglycan 을 실시하였다. 본 실험은 이런한 여러 형태학적, 생화학적, 유전학적인 분류 방법을 통해 새로 분리된 Arthrobacter ginsengisoli sp. nov. 에 대한 정확한 분류 및 동정을 수행하여 신균으로 등록하였으며, 전세계적으로 인정된 균주 보관센터(= KCTC 29225T = JCM 19357T)에 기탁하였다. 고려인삼은 오갈피나무과의 인삼 속이며, 다년생 초본류로서 약용으로 사용된 역사가 2,000년이 넘는 한국의 대표적인 생약이다. 인삼의 메이저 진세노사이드는 변환법을 이용하면 약리활성이 높은 마이너 진세노사이드로 변환한다. 지금까지 여러 방법을 이용하여 메이저 사포닌을 마이너 사포닌으로 변환하였다. The Bgp1 gene는 Microbacterium estararomaticum에서 분리, 및 클로닝하여 E.coli BL21 (DE3) 에서 발현시켰다. Bgp1은 20 번 탄소에 결합한 글루코스만 가수분해한다. 따라서 우리는 Bgp1단백질을 이용하여 메이저 진세노사이드를 전환하는 실험을 하였다. 본 실험에서 홍삼 추출물을 Bgp1을 이용하여 마이너 진세노사이드 함량이 높은 발효홍삼 추출물로 변환하였다. 발효홍삼 추출물은 홍삼 추출물에 비해 Rh1 (11 %), Rg2 (16 %)은 약간 증가하였고 Rg3 (33 %)는 많이 증가 하는 것으로 나타났다. 또한, 홍삼 추출물과 발효홍삼 추출물을 조골 세포 MC3T3-E1 세포에 미치는 효과를 조사했다. 결과 세포 내 알칼리성 포스파타제 활동, 타입 1 콜라겐의 mRNA 발현양은 발효홍삼 추출물에서 증가 하였다.


    One novel strains was isolated in the current study from different samples of ginseng soil. At first the novelty of the strains were confirmed by complete sequencing of 16S rRNA gene. 16S rRNA similarity > 97 % with closely related strain were tent to be a novel strain and DNA-DNA hybridization experiment were performed to confirm the novelty of strain which have 16S rRNA sequence similarity > 97 % with closely related type strains. Polyphasic taxonomic characterization was conducted one novel strains based on genomic, phenotypic and chemotaxonomic methods. The physiological characterization such as Gram-reaction, motility, spore formation, and growth pattern were analyzed. The biochemical characterization such as carbohydrate, amino acid utilization and hydrolysis were perceived using API 32GN and API 20NE. The production of enzymes was examined by using API ZYM Microsystems analysis. The chemotaxonomic characteristics of the novel isolates were examined by quinone, fatty acid, polar lipids, whole cell wall sugar and peptidoglycan. Based on Polyphasic approach one novel strain was reported from the ginseng field, and their exact taxonomic position and its phenotypic, biochemical, genomic and chemotaxonomic characters also well studied. Arthrobacter ginsengisoli sp. nov. was belonging to the phylum Actinobacteria and genus Arthrobacter was isolated (= KCTC 29225T = JCM 19357T). Ginseng, the roots of Panax ginseng Meyer has been widely used in Asian and Western countries for millions of years. Major ginsenosides of Panax ginseng are to be transformed in to minor ginsenosides for its high pharmacological effects. Different methods are used for conversion of major ginsenosides into minor ginsenosides. The Bgp1 gene which was isolated from Microbacterium estararomaticum and cloned in E.coli BL21 (DE3) by our lab. The Bgp1 only cut the glucose molecule occurs on C-20 position. We used bgp1 enzymes for the conversion of major ginsenosides. In this study, red ginseng extract (RGE) was converted into high content of minor ginsenosides by enzymatic bio-transformation (Bgp1) and fermenting them at 37 ºC for five days. Compared to the red ginseng extract (RGE), the minor ginsenosides contents were increased in fermented red ginseng Extract (FRGE). Moreover, the amount of minor ginsenosides such as Rh1 (11%) and Rg2 (16%) were slightly augmented, while the level of Rg3 (33%) was significantly increased after bioconversion. Furthermore, we also examined the effect of FRGE and RGE on the differentiation and mineralization of pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells. Similarly, the level of mRNA expression of intracellular alkaline phosphatase activities (ALP), type-1 collagen (Coll-1) was also increased with the treatment of FRGE.


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