Intracellular Assembly of Interacting Enzymes Yields Highly‐Active Nanoparticles for Flow Biocatalysis
6
Citation
36
Reference
10
Related Paper
Citation Trend
Abstract:
All-enzyme hydrogel (AEH) particles with a hydrodynamic diameter of up to 120 nm were produced intracellularly with an Escherichia coli-based in vivo system. The inCell-AEH nanoparticles were generated from polycistronic vectors enabling simultaneous expression of two interacting enzymes, the Lactobacillus brevis alcohol dehydrogenase (ADH) and the Bacillus subtilis glucose-1-dehydrogenase (GDH), fused with a SpyCatcher or SpyTag, respectively. Formation of inCell-AEH was analyzed by dynamic light scattering and atomic force microscopy. Using the stereoselective two-step reduction of a prochiral diketone substrate, we show that the inCell-AEH approach can be advantageously used in whole-cell flow biocatalysis, by which flow reactors could be operated for >4 days under constant substrate perfusion. More importantly, the inCell-AEH concept enables the recovery of efficient catalyst materials for stable flow bioreactors in a simple and economical one-step procedure from crude bacterial lysates. We believe that our method will contribute to further optimization of sustainable biocatalytic processes.Keywords:
Biocatalysis
본 연구는 된장 숙성 중 각종 미생물중에서 항산화 및 혈전 용해효소를 분비하는 균주를 분리 동정하고 이들 균주를 이용하여 기능성 항산화 및 혈전용해활성이 있는 된장을 제조하였다. 본 실험에서 된장에서 분리한 균주 중 1차적으로 항산화 활성 및 혈전용해 활성이 우수한 균주 BH-23을 선별하였다. 분리, 선별한 균주 BH-23은 형태학적, 생리화학적 및 생화학적 특성을 확인한 결과 Bacillus subtilis으로 잠정 적으로 결정하였고, 편의상 Bacillus subtilis BH-23으로 명명하였다. Bacillus subtilis BH-23의 최적 생육조건은 온도 $40^{\circ}C$ , pH 5.0에서 가장 좋았고, 식염이 15%에서도 성장속도는 좋았다. 그리고 Bacillus subtilis BH-23의 항산화 활성 및 항혈전효소의 최적생성 조건은 본 균주의 성장조건과 거의 일치하였다. Bacillus subtilis BH-23을 이용하여 만든 제품과 시판된장과 비교 분석한 결과 Bacillus subtilis BH-23로 만든 된장은 시판된장보다 암모니아 취가 거의 없었으며 된장의 색깔도 탁하지 않았으며 풍미도 우수하였다. 따라서 Bacillus subtilis BH-23으로 만든 된장을 본래의 제품에 큰 영향이 없으면서 항산화 및 혈전용해 효소을 분비하는 기능성 된장을 제조할 수 있을 것으로 생각되어진다. The aim of present study is to investigated on the development of the functional doenjang possessing antioxidative and fibrinolytic activity. A strain, BH-23 showing antioxidative and fibrinolytic activity was isolated from traditionally doenjang, and then identified as Bacillus subtilis based on moophological, physiological, and biochemical characteristics, and named as Bacillus subtilis BH-23. The optimal pH level and temperature conditions were 5.0 and $40^{\circ}C$ , NaCl concentration was grown well at 15% Antioxidative and fibrinolytic activity of Bacillus subtilis BH-23 was accoidance with growth conditions of the original state. By comparising with traditionally commercialized doenjang, it is prepared with Bacillus subtilis BH-23. The final results evaluated with positive elements rised above the surface such as color, taste and flavor without ammonia. Therefore, it is safe to assume, doenjang has strong market value in the food industry.
Bacillus (shape)
Bacillaceae
Strain (injury)
Cite
Citations (13)
Цель исследования – изучение сравнительной амилолитической активности у штаммов Bacillus subtilis как продуцентов амилаз при производстве сахаросодержащей кормовой добавки. В задачи исследования входило: 1) изучение амилолитической активности у трех штаммов микроорганизма Bacillus subtilis: штамма № 2-amylolytic, штамма № 9-amylolytic и штамма № 12-amylolytic; 2) установление количества спор каждого штамма, дающих максимальный амилолитический эффект. Приводятся результаты изучения амилолитической активности у различных штаммов микроорганизма Bacillus subtilis. Разрабатываемая технология предусматривает применение одного из штаммов микроорганизма Bacillus subtilis в качестве продуцента амилолитического фермента с целью получения из крахмала сахаросодержащей кормовой добавки, предназначенной для телят. Установлена амилолитическая активность различных штаммов микроорганизма Bacillus subtilis: № 2-amylolytic, № 9-amylolytic и № 12-amylolytic, – с определением количества спор в штаммах, дающего максимальный амилолитический эффект. Показано, что наивысшая амилолитическая активность определяется у штамма Bacillus subtilis № 12-amylolytic, средняя – у штамма Bacillus subtilis № 9-amylolytic и наименьшая – у штамма Bacillus subtilis № 2-amylolytic. Количество спор, дающее максимальный амилолитический эффект у разных штаммов, в среднем составило 125 000 спор/мл. Применение телятам сахаросодержащей кормовой добавки позволяет не только обеспечить их организм сахарами, но и повысить переваримость крахмала, который поступает в желудочно-кишечный тракт телят с растительным кормом. Кроме того, содержащиеся в сахаросодержащей кормовой добавке штаммы микроорганизмы Bacillus subtilis обладают антагонистической активностью по отношению к энтеропатогенным бактериям, т. е. такая добавка обладает пробиотическими свойствами, и потому ее применение будет не только устранять дефицит сахаров в рационе, но и профилактировать желудочно-кишечные заболевания у телят.
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Cite
Citations (1)
Deposition
Atmospheric temperature range
Cite
Citations (37)
Актуальність. Останніми роками багато досліджень зосереджені на розумінні механізмів виникнення алергічної реакції. Кишкова мікробіота бере участь у розвитку оральної толерантності, тому виникає зацікавленість у використанні пробіотиків, які сприятимуть колонізації кишечника та становленню кишкового гомеостазу, та існує потреба в дослідженнях ефективності застосування пробіотиків з метою профілактики та лікування алергічних захворювань у дітей. Мета дослідження: оцінити ефективність застосування біопрепарату, створеного на основі спороутворюючого мікроорганізму Bacillus subtilis, у комплексній терапії дітей із гастроінтестинальними проявами харчової алергії. Матеріали та методи. Обстежені 34 дитини віком від 3,5 до 12 років із харчовою алергією зі скаргами з боку шлунково-кишкового тракту. Основна група — 18 дітей, група порівняння — 16 дітей. Діти основної групи додатково отримували споровий пробіотик на основі Bacillus subtilis по 1 дозі 2 рази на день протягом 20 днів. Ефективність терапії оцінювалась за швидкістю й повнотою згасання гастроінтестинальних симптомів та проявів коморбідної алергічної патології. Результати. У пацієнтів основної групи згасання симптоматики з боку шлунково-кишкового тракту та симптомів супутньої алергічної патології відзначалося швидше, ніж у пацієнтів групи порівняння. Через 10 днів використання спорового пробіотика на основі Bacillus subtilis відмічалося поступове зниження рівня специфічних IgE як до харчових, так і до інгаляційних алергенів на 25–30 % у дітей, які отримували комплексну терапію, а через 21 добу — на 35–40 %. При бактеріологічному дослідженні випорожнень у всіх дітей були виявлені зміни за рахунок дефіциту біфідо- і лактобактерій, збільшення кількості умовно-патогенної флори і змін її видового співвідношення. При повторному дослідженні калу на дисбактеріоз у дітей основної групи нормалізація мікробіоценозу кишечника відзначалася в 78 % випадків. Споровий пробіотик на основі Bacillus subtilis добре переносився всіма пацієнтами без будь-яких ускладнень. У подальші 3 місяці абдомінального болю та порушень із боку випорожнень у 83,33 % пацієнтів основної групи не спостерігалося, а в дітей групи порівняння продовжували відзначатися епізоди абдомінального болю та порушень випорожнень. Протягом 3-тижневого курсу застосування спорового пробіотика на основі Bacillus subtilis відзначалося помірне покращання клінічної симптоматики коморбідної патології — алергічного риніту та атопічного дерматиту, а загострень бронхіальної астми не було зовсім на противагу групі порівняння, у якій не відзначалося суттєвої позитивної клінічної динаміки коморбідних захворювань. Висновки. Застосування спорового пробіотика на основі Bacillus subtilis у комплексній терапії дітей з гастроінтестинальною формою харчової алергії сприяє швидкому регресу клінічних проявів з боку шлунково-кишкового тракту та покращанню загального стану хворих.
Bacillaceae
Cite
Citations (0)
Bacillus subtilis WG6-14 為台灣本土性可產生內生孢子之菌株，其原始分離自根圈土壤且具有廣效性抗真菌及細菌之功效。目前在生物殺菌劑之應用已相當成功，且商品化產品已成功應用在植物病害防治。此外，關於 Bacillus subtilis 亦已廣泛應用在動物飼養上，且展現益生菌之功效。本研究主要目的在於評估 Bacillus subtilis WG6-14 作為產蛋雞用益生菌之可能性。本研究將受試之 B. subtilis WG6-14 分別添加在飼料及飲水中，其中飼料試驗者係包括 30 隻 50 週齡之試驗雞隻，與 30 隻 50 週齡之對照雞隻；飲水試驗者係包括 600 隻 50 週齡之試驗雞隻，與 150 隻 50 週齡之對照雞隻。結果發現添加在飲水試驗中之試驗組，其飲水中多為典型 B. Subtilis WG6-14 菌落，而少有其他型態菌落出現；但對照組之飲水中則總菌量較高，且咸為枯草桿菌以外成員，待鑑定之微生物種類相當複雜。而將 WG6-14 添加於飲水中之試驗組，其糞便中之Salmonella 與 Staphylococcus 之微生物數量明顯較對照組低 1-2 個對數值，而 coliform 數量則明顯較對照組低約 1 個對數值。此外，在膽固醇部分，飲水中含有適量的 WG6-14 之試驗組，其蛋中膽固醇濃度亦較對照組降低約 24% 。本研究所見 WG 6-14 添加應用下，對於雞隻飼育上之諸多助益效果，顯示其於飼料添加上之應用性值得重視。 本研究進一步收集前述受試雞隻與對照雞隻之糞便排遺，以評估其應用在植物生長促進與植物病害防治之應用性。結果發現，未經堆肥化處理之雞糞，在應用上明顯可造成甘藍種子發芽不佳之影響，唯此一負面效果於 WG6-14 飼育下所收集到含有 WG6-14 之雞糞，在應用上較不明顯，且其處理植株之生長勢以葉寬受測結果看顯有比對照組為佳之現象。此外，本研究進一步發現，在雞糞混拌後，如先經數天堆置，則在小葉百喜草誘釣測試已可證實其可明顯降低土壤中存在的 R. solani AG4 之活力，此一對 R. Solani 之抑制效果在混拌含 WG6-14 雞糞 3 天即可見之而在利用未含有 WG6-14 之雞糞添加處理組，則於堆置 3 天後亦可見 AG4 活力降低的現象，然與含 WG6-14 孢子處理組相較，則有明顯差異，此一結果明白顯示堆置雞糞中含有適量 WG6-14 的存在，對於土中病原菌數量之降低確有正面效益。Bacillus 屬菌株已知可產生聚麩胺酸 (poly(γ-D-glutamic acid)(PGA))等多種聚氨基酸。針對聚麩胺酸所具有之優異保水功效一特質，本研究嘗試篩選可產生高量聚麩胺酸及兼具動物用益生菌應用性之菌株，以期能在供動物使用後，可進一步應用在植物生長及病害防治等方面。結果顯示，γ- PGA 之產生特性與對動物病原之抗生活性不見得有關，或可配合不同使用目的選取已知具不同功能之益生菌混合應用，其應可較單一菌株供應可獲較佳之成果。
Bacillus (shape)
Cite
Citations (0)
Objective:In this study the phenol degradation genetically engineered bacteria Bacillus subtilis dqly-2 was constructed.Method:Pseudomonas aeruginosa zl1f4 and Bacillus subtilis BHf3-4 are phenol degrade-ation bacterias.C23O gene(SYJ)was PCR amplified from Pseudomonas aeruginosa zl1f4 and the recombinant plasmid was transformed into Bacillus subtilis BHf3-4.Phenol degradation rate of Bacillus subtilis dqly-2 and Bacillus subtilis BHf3-4 was detected.Result:After 96 hours,Phenol degradation rate of Bacillus subtilis dqly-2(96.18%)was higher than that of Bacillus subtilis BHf3-4(84.78%).Conclusion:Phenol degradation genetically engineered bacteria Bacillus subtilis dqly-2 was constructed.
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Degradation
Cite
Citations (1)
본 연구의 목적은 Bacillus subtilis를 산란계에 급여하였을 때 계란 품질, 혈액 성상 및 분내 암모니아태 질소 함량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 사양시험은 49주령 Hy-line brown 산란계 252수를 공시하였으며, 처리구로는 옥수수-대두박 기초 사료구(CON; control), 기초 사료구에 Bacillus subtilis를 0.2%(BS0.2; control+0.2% Bacillus subtilis)와 0.4%(BS0.4; control + 0.4% Bacillus subtilis) 첨가한 구로 구성되었다. 총 6주간의 사양시험 기간동안, 산란율은 Bacillus subtilis를 0.4% 첨가한 처리구가 수적으로 높은 경향을 보였으나 처리구간에 유의적인 차이는 없었다. 난중, 난각 강도, 난각 두께, Haugh Unit, 난황색 그리고 난황계수도 처리구간에 유의적인 차이는 없었다. 그러나 난중과 난각 강도의 증가량은 Bacillus subtilis를 0.2% 첨가한 처리구가 대조구에 비해 높은 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없었으며, 난황계수는 Bacillus subtilis를 첨가한 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 증가하였다(P＜0.05). RBC와 WBC는 처리구간에 유의적인 차이는 없었다. 분내 암모니아태 질소 함량은 Bacillus subtilis를 0.4% 첨가한 처리구에서 대조구에 비해 유의적으로 감소하였다(P＜0.05). 결론적으로, 산란계 사료내 Bacillus subtilis의 첨가는 분내 암모니아태 질소 함량을 감소시키는 것으로 사료된다.
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Cite
Citations (0)
Bacillus subtilis has application potential among the Bacillus spp.Research on the application of Bacillus subtilis increased in recent years both at home and abroad.The biocontrol mechanism of using Bacillus subtilis to control plant disease,including competition,antagonism,promoting plant growth and inducing plant to produce resistance was reviewed.
Bacillus (shape)
Bacillaceae
Cite
Citations (4)
Інтенсивне вирощування свиней призводить до погіршення санітарно-гігієнічних умов утримання. Крім того, виробничі стреси сприяють зниженню резистентності організму тварин. Прорив імунітету відображається на збільшенні випадків інфекційних захворювань серед молодняку. Для запобігання невиправданого використання антибіотиків та покращення імунної відповіді у поросят були проведені випробування пробіотичних штамів Bacillus subtilis у господарстві з розведення свиней «Інституту сільського господарства Північного Сходу» НААН України з жовтня по листопад місяць 2021 року. Об’єктом досліджень були поросята (до 30 діб) на дорощуванні породи Ландрас + Велика. Пробіотичні штами бактерій родів Bacillus subtilis Wogene, Bacillus subtilis Hanzhou VEGA, Bacillus subtilis Hansen та Bacillus subtilis Challenge задавали поросятам з розрахунку 0,3 кг на тонну води. Вміст бактерій роду Bacillus subtilis КУО/г: 4 - 4,5×109 КУО в 1 г. Умови утримання та відгодівлі у контрольній та досвідчених групах були однаковими. Адгезивні властивості Bacillus subtilis досліджували за методом В.І. Бриліса. Для проведення біохімічного аналізу кров отримували із яремної вени. Вміст загального білка та його фракції визначали за допомогою автоматичного біохімічного аналізатора із застосуванням відповідних діагностичних систем. Дослідженнями встановлено, що найбільший середньодобовий показник приростів спостерігали у групі поросят, де випоювали B. subtilis Chellenge. Різниця між контрольною та дослідними групами становила 2,08 %. Показники метаболізму у поросят у групі з B. subtilis Chellenge мали вищій рівень лізоциму на 14,7 %; γ-глобуліну – на 6,9 % та альбуміну – на 2,9 %, порівняно з контрольною групою тварин. Найбільш високі показники адгезії також мав штам B. subtilis Challenge ІАМ 4,86±0,24. За результатами проведених досліджень встановлений максимально ефективний штам бактерій для використання в даному свинарському господарстві Bacillus subtilis Challenge, який можна застосовувати поросятам як альтернативу антибіотикам. Також було встановлено, що використання Bacillus subtilis в раціоні дослідних тварин покращує метаболізм білка в організмі. Перспективою подальших досліджень у цьому напрямку є визначення механізму дії пробіотиків Bacillus subtilis на ізоляти патогенних мікроорганізмів та визначення лікувального ефекту на свинях.
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Cite
Citations (3)
본 연구에서는 한외여과 막을 사용하여 대장균 단독, 대장균 및 Bacillus subtilis 균을 혼합액을 대상으로 제거 효과를 고찰하였으며, 아울러 kaolin, CaCO3 및 urea와 같은 탁도 유발 성분들과 대장균 단독, 대장균 및 Bacillus subtilis 균과의 혼합액에서의 상호작용을 검토하고자 pH 변화, 탁도 제거 효율, urea, kaolin, CaCO3 제거 효율, 대장균 군 및 Bacillus subtilis 균의 제거 효과를 고찰하였다. Urea, kaolin, CaCO3를 사용하여 대장균과 Bacillus subtilis 균의 혼합액 처리한 결과, pH는 크게 변화가 없었으며 탁도 제거 효율은 20% 이하의 낮은 값을 보였다. 이로부터 urea, kaolin, CaCO3와 대장균 군과의 화학작용은 없으며, 탁도를 완전히 제거하기 위해서는 역삼투 막과의 hybrid system이 필요함을 알 수 있었다. urea, kaolin, 대장균 및 Bacillus subtilis 균의 혼합액에 대한 대장균과 Bacillus subtilis 균의 제거 효과로부터 대장균은 완전히 제거되었으나 Bacillus subtilis 균의 경우 아주 작은 수가 검출되었음을 알 수 있었다.
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Cite
Citations (0)