Serratia marcescens 2354(ATCC 25419) 균주로부터 추출한 붉은 색소는 prodigiosin (PG) 이었고, 이를 methanol에 녹여 자외선 및 가시광선 흡수 스펙트라를 측정한 결과 537 nm의 최대흡수파장 (λmax)을 갖는 산성용액에서의 전형적인 PG의 흡수 스펙트라이었다. 또한 methanol 용액에서 PG의 농도를 1.0 × 10-5 M에서 9.0 × 10-5 M로 증가시키면, 537 nm의 흡수강도는 증가하고 467 nm의 흡수강도는 감소하였으며, 500 nm에서 isosbestic point가 관측되었다. 이러한 현상은 537 nm와 467 nm가 각각 산과 염기용액에서의 PG 흡수대이고, 500 nm의 isosbestic point 등을 고려하면 가역적 산- 염기 평형반응에 의한 결과라고 볼 수 있다. 한편 pH, 4.75의 acetic acid 완충용액에서 PG의 농도를 6.0 × 10-4 M에서 1.0 × 10-4 M로 감소시키면 500 nm에서 λmax를 가지는 새로운 흡수대가 나타 난다. 이 흡수대는 pH 4.75의 수용액에서만 나타나는 것으로 같은 pH의 순수한 methanol 용액에서는 나타나지 않는다. 이는 PG 분자가 H2O에 의해 α-이성질체에서 β-이성질체로의 전환에 기인하는 것 이다. 즉 PG의 색변화는 용액의 농도 및 용매의 특성에 의해서도 일어날 수 있음을 확인하였다.

Serratia marcescens (S. marcescens)는 Gram-음성 박테리아로 soytone과 에탄올이 함유된 Cang’s soytone (CS) 배지에서 28 °C, pH 7.5의 조건으로 배양할 때 가장 많은 붉은 색소를 생성하였 다. S. marcescens 균주로부터 붉은 색소를 분리, 정제하기 위하여 여러 가지 유기용매를 사용하였다. 분리 정제한 붉은 색소는 가시광선 영역의 537 nm에서 λmax를 가지고 있었고, HPLC-Mass로 분석한 결과 분자량 537과 565 g을 가지는 두 가지 물질로 구성되어 있음을 확인하였다. 또한 상온과 pH 6 이하의 산성조건에서는 태양광에도 안정함을 확인하였다.

목 적: 세균성 각막염 치료에 주로 사용되는 퀴놀론계 항균제의 감수성 저하로 나타난 Serratia marcescens 균주에 대해 내성기전에 관여하는 주요 target인 gyrA와 parC 유전자를 분석하여 감수성 저하의 원인을 파악하고자 한다. 방 법: 퀴놀론계 항균제 감수성 저하 Serratia marcescens 균주들을 대상으로 genomic DNA를 추출 하여 PCR를 통해 증폭한 후 gyrA와 parC 유전자 QRDR의 DNA sequencing을 분석하였다. 결 과: parC 유전자 분석에서 SM5 균주는 Tyr51→His, Thr59→Asp으로 이중 아미노산 변이가 나타났 으며, SM6 균주는 Thr59→Asp으로, SM13 균주는 Tyr51→His으로 단일 아미노산 변이가 나타났다. 그리고 3 균주 모두 gyrA와 parC 유전자에 다수의 silent mutation이 관찰되었다. 결 론: target 유전자의 변이로 인한 항균제의 감수성이 저하되고 있다는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 parC 유전자가 퀴놀론계 항균제의 감수성 저하를 일으키는 주요 표적임을 확인할 수 있었다. 앞으로도 세균성 각막염 치료에 퀴놀론계 항균제의 사용이 계속될 것이며, 많은 내성 균주들이 발생할거라 예측된다. 따라서 항균제를 사용할 때 내성에 대한 주의가 반드시 필요할 것으로 사료된다.

목 적: 콘택트렌즈 케이스에서 분리한 균주들을 동정하고, Serratia marcescens 균주들에 대해 항생 제 감수성 검사를 시행하였다. 방 법: 총 65개의 콘택트렌즈 케이스를 수거하여 분리한 균주들을 16s rRNA gene 염기서열을 분석하여 동정하였고, Serratia marcescens 균주들을 Nalidixic acid(30㎍), Ciprofloxacin(5㎍), Ofloxacin(5㎍), Levofloxacin(5㎍) 항생제를 이용하여 디스크 확산법으로 항생제 감수성 검사를 실시하였다. 결 과: 30개의 콘택트렌즈 케이스에서 세균이 검출되었으며, 균주로는 Achromobacter sp. 8균주, Achromobacter xylosoxidans 3균주, Achromobacter spanius 1균주, Pandoraea pnomenusa 1균주, Serratia marcescens 17균주가 동정되었다. Serratia marcescens 균주에 대한 항생제 감수성 검사에서는 Nalidixic acid, Ciprofloxacin, Ofloxacin, Levofloxacin 모두 감수성으로 나타났다. 결 론: 콘택트렌즈 케이스에서 분리한 균주들을 16S rRNA gene 염기서열을 분석하여 동정한 결과 모두 30 균주가 동정되었으며, 콘택트렌즈 케이스에서 많이 분리 동정된 Serratia marcescens 균주에 대한 Quinolone 계 항생제 감수성 검사에서 모두 감수성으로 나타났다. 그러나 항생제의 지속적인 사용으로 내성 균주들이 나타날 것으로 예측되며 Quinolone 항생제의 내성 발생률에 대한 체계적인 연구와 관리가 필요한 것으로 사료된다.

Serratia marcescens는 그람음성균이며 곤충병원성 박테리아다. 이 균은 인간을 포함하여 넓은 범위의 숙주에게 영향을 끼치며 특히 병원에 입원하거나 면역이 약 해진 환자에게 기회주의적 감염을 일으키는 병원균이다. 본 연구에서는 Serratia marcescens의 Db11이라는 균주를 이용하여 Riptortus pedestris 모델에서의 감염 경로에 따라 나타나는 독성의 차이에 대하여 연구하였다. Db11 균주를 Riptortus pedestris의 체액 안으로 직접 주사하여 감염시킨 경우에는 5일 안에 곤충이 죽는 결과를 보였으나, 경구를 통해 감염 시켰을 경우에는 Riptortus pedestris의 생존률 이 매우 높은 양상을 보였다. 경구를 통한 감염에서 나타나는 높은 생존률은 아마도 경구로 들어간 Db11 균주가 장내에서 없어졌을 것이라고 추측하여, 경구를 통해 감염시킨 후 장내의 CFU(colony forming unit) 를 측정해보았다. Riptortus pedestris의 장은 총 5개의 장으로 M1, M2, M3, M4B, M4로 이루어져있으며 Db11 균주는 M3에서 많이 colonization 된 것을 확인했다. 흥미롭게도 M3에서 colonization된 Db11 균주는 예상과는 다르게 계속하여 그 수가 증가하는 것을 확 인했다. 뿐만 아니라, M3에서 증가한 Db11 균은 체액으로 빠져나온다는 사실도 알 게 되었다. 흥미로운 것은 주사감염과 경구감염을 통해 다른 경로로 감염이 되더라 도 Db11 균주는 체액 안으로 들어가지만, 체액 안의 Db11 균주가 나타내는 독성은 감염 경로에 따라 커다란 차이가 있다는 것이다. 본 연구진은 감염경로에 따라 독성 의 차이가 나타나는 원인이 무엇인지에 대한 연구를 수행 중에 있다.

Serratia marcescens catabolic threonine dehydratase는 streptomycin sulfate treatment, Sephadex G-20O gel filtration, AMP- Sepharose 4B affinity chromatography 등의 방법으로 정제하였는데, 최종 단계에서 회수율은 15.5%이었으며 50배 정제되었다． Native 분자량은 native pore gradient polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) 방법으로는 120, 000이었다． SDS- PAGE 에 의한 subunit의 분자량은 30, 000이었고, 즉 S. marcescens 효소는 4개의 동일한 subunit으로 구성된 homo-tetrameric protein임이 판명되었다． S. marcescens 효소의 L-threonine에 대한 Km값은 AMP가 있는 조건에서 7.3 mM, AMP가 없는 조건에서 92 mM이었다． S. marceseens 효소는 효소 l mole 당 각각 2 mole의 Pyridoxal 5`-PhosPhate(PLP), l6개의 free-SH group을 가지고 있었다． S. marcescens 효소는 AMP의 존재 하에서 α－ketobutyrate, pyruvate, glyoxylate, phosphoenol pyruvate(PEP）에 의해 효소 활성이 억제되었으며, cAMP와 ADP에 의해서는 효소 활성이 증가되었다． 효소학적 성질 면에서 S. marcescens 효소는 E. coli 효소보다는 S. typhimurium 효소와 유사하였다． 한편, E. coli 효소는 cAMP에 의하여 효소 활성이 증가되고, S. typhimurium 효소는 ADP에 의해 효소 활성이 증가되는 것과 다르게, S. marcescens 효소는 AMP와 ADP 모두 효소 활성이 증가되었다． 따라서 이상의 연구 결과들은 세 enteric bacteria의 catabolic threonine dehydratase가 서로 작은 차이점이 있다는 것을 반영하며, 이러한 사실을 규명하기 위해서는 향후 보다 심층적인 연구를 수행하여야 할 것으로 사료된다．

A ligniolytic bacterial strain was isolated from the digestive tract of a red dragonfly, Sympetrum depressiusculum. It was identified as a Serratia marcescens HY-5 by 16S rDNA sequence analysis and physiological and biochemical analysis. The isolated strain showed proportional increase of ligninolytic activity to the cell growth in the culture media which include lignin compounds. It showed about 25-45% decomposition of lignin compound by 48 hr incubation especially, showed effective decomposition of monomer lignin compounds, vanillin and guaiacol, and a dimer, dealkaline lignin. PCR amplification of 16S rDNA followed by denaturing gradient gel electrophoresis analysis showed high density of S. marcescens HY-5 in the gut of the S. depressiusculum at both gut samples which collected at different site.

S. marcescens LSY4가 충전된 BOD센서를 제작하여 표준오염물질을 포함한 수용액의 BOD를 측정하였다. 배양시간이 9∼16시간일 때에는 배양시간에 따른 BOD센서의 감응도에 큰 차이를 나타내지 않았으며, 균체량도 0.22~0.75mg cm-2의 범위에서는 거의 동일한 센서의 감응도를 나타내었다. 수용액의 pH가 4~9사이로 변화할 경우 센서의 감응도가 가역적으로 변화하였으나 수용액이 더 산성이거나 더 염기성이 되면 센서의 감응도가

최소 배지에 여러 퓨린 분해 대사 산물을 첨가하여 배양시킨 Serratia marcescens ATTC 25419 세포 추출물에서 purine nucleoside phosphorylase(PNP)의 활성을 조사한 결과, 구아노신은 대조군에 비해 효소의 활성을 5∼15mM에서 60% 이상 감소시켰고, 이노신은 7∼15mM에서 30% 정도 감소시켰으나 0.1∼1mM에서 효소의 활성을 원래대로 회복시켰다. 아데노신, 히포크산틴 및 크산틴도 5∼15mM에서 효소의 활성을 40∼50%정도 감소시켰으나 0.1∼0.5mM에서는 원래대로 회복시켰다. 한편, 요산은 효소의 활성을 0.5mM에서 20% 증가시킨 반면 15mM에서 80% 감소시켰다. 요산의 최종 분해 산물인 글리옥실산도 효소의 활성을 0.5mM에서 20% 증가시킨 반면 3∼15mM에서 30∼50% 정도 감소시켰다. 5mM 농도의 이노신, 히포크산틴 및 요산을 동시에 첨가했을 경우 효소의 활성을 20% 정도 감소된 반면, 이노신과 요산, 세 퓨린 분해 대사 산물은 각각 0.5mM씩 동시 첨가했을 경우는 각각 22, 33%씩 증가시켰다. 이 결과는 낮은 농도 (0.5mM)의 글리옥실산이 S. marcescens purine nucleoside phosphorylase (PNP)의 활성을 증가시키고 고 농도의 글리옥실산은 감소시키는 것을 나타내기 때문에 퓨린 분해 대사 과정에서 글리옥실산이 PNP 생합성의 조절 역할을 하는 것으로 분석된다.

최소 배지에 여러 아미노산과 대사 산물을 첨가하여 혐기성 조건하에서 배양시킨 Serratia marcescens ATCC 25419 세포 추출물에서 prodigiosin의 생합성을 조사한 결과 아미노산과 대사 산물들은 prodigiosin 생합성을 대조군보다 50∼80% 정도 감소시켰다. 글리옥실산은 1∼3mM에서 prodigiosin의 생합성을 대조군보다 20∼40% 정도 증가시켰고, 특히 5mM의 농도에서는 최대 122% 증가시켰으나, 20∼30mM에서 prodigiosin의 생합성을 50∼90% 정도 감소시켰다. 한편, 혐기성과 호기성 조건의 피루브산과 α-케토부티르산은 호기성 조건의 글리옥실산과 함께 조사한 모든 농도(0.5∼30mM)에서 prodigiosin이 생성되지 않았으며 또한, 혐기성 조건하에서 높은 농도(20mM 이상)의 글리옥실산은 S. marcescens의 성장을 현저하게 억제시켰다. 이러한 결과들로부터 글리옥실산은 피루브산과 α-케토부티르산과는 다르게 낮은 농도(1∼5mM)에서는 S. marcescens의 1, 2차 대사물질로 작용하여 prodigiosin 생합성을 증가시키지만, 높은 농도(20mM 이상)에서는 S. marcescens의 성장을 억제시켜 2차 대사물질인 prodigiosin의 생합성도 억제된다고 사료된다.

최소 배지에 여러 아미노산을 첨가하여 배양시킨 Serratia marcescens ATCC 25419 세포 추출물에서 threonine dehydratase의 비활성을 조사한 결과 이소루신은 1∼4mM에서 효소의 비활성을 100∼140% 정도 증가시킨 반면 15∼30mM에서 25∼80% 정도 감소시켰다. 루신은 효소의 비활성을 1∼20mM에서 60%이상 감소시켰다. 한편, 발린은 효소의 비활성을 1∼4mM에서 20% 정도, 8∼10mM에서 10%정도 감소시켰으나 20mM에서 효소의 비활성을 원래대로 회복시켰다. 각 2mM 농도의 이소루신과 발린 그리고 이소루신과 루신은 효소의 비활성을 각각 75, 50%씩 증가시킨 반면 세 아미노산을 각각 2과 10mM씩 동시 첨가했을 경우에는 각각 25, 58%씩 감소시켰다. 글리옥실산은 효소의 비활성을 75%, 이마다졸, 피루브산, α-아미노부티르산 그리고 AMP는 모두 50%씩, 호모세린, α-케토글루타르산, α-케토부티르산 및 IPTG를 첨가했을 경우는 모두 25%씩 감소시켰다. cAMP는 표소의 비활성을 1∼2mM에서 10∼40%정도 감소시킨 반면 10mM에서 80% 증가시켰다. 이러한 결과들로부터 S. marcescens threonine dehydratase는 E. coli K-12 효소와는 다르게 낮은 농도의 이소루신에 의해 효소의 비활성이 증가되고, 높은 농도의 이소루신(10∼30mM)에 의해서는 감소되는 s등 이소루신 생합성 과정에서 조절 역할을 하는 것으로 생각된다.

벼멸구에 강한 병원성이 있는 Serratia marcescens, biotype A2a를 분리, 동정하였다. 벼 유묘에 분무한 후 성충-계절풍을 따라 비래하는 형태-을 공시하고 병원성을 조사하여 3~5일 만에 강한 살충력을 발견하였다. 따라서, 본 세균의 곤충병원성 관련 형질 탐색을 하기 위하여 Tn5로써 돌연변이를 시도한 후, Chitinase, Protease, DNase indicator media에서 돌연변이 계통을 분리하였다. 이들을 공시충에 병원성을 검정한 결과 Pro-Strain중에서 병원력이 현저히 떨어지는 현상을 관찰하였다. 공시충을 전자현미경(SEM, TEM)으로 관찰하여, abdomen의 전장부위와 표피사이에 다수의 세균이 증식하였음을 발견하였다. 곤충복부표피조직 중 cuticle층은 intact한 상태였다. 따라서, 이에 관련된 유전자를 분리하기 위해 genomic library 실험을 진행하고 있다.

파프리카에 발생하는 병들을 방제하기 위하여 합성농약이 광범위하게 사용되어왔지만 최근에 수많은 농약사용의 부작용에 대한 관심이 증가 하고 있다. 파프리카 주요병인 잿빛곰팡이병, 줄기 및 과실썩음병, 역병, 균핵병, 시들음병을 방제하기 위한 미생물을 분리하고 특성을 파악하기 위하여 본 연구를 실시하였다. 지방산분석과 16S rDNA 염기배열은 이 연구에서 분리한 YKJ1가 Serratia marcescens 그룹에 속하는 것을 밝혔다. 특히, YKJ1의 16S rDNA 염기배열은 S. marcescens의 염기서열과 99% 상동성을 보였다. 광학현미경을 통해 YKJ1처리에 의해 병원균의 포자 발아 및 균사 생장이 저해됨을 확인 하였다. YKJ1처리는 팽윤균사와 같은 현저한 형태적 변화와 세포벽의 분해를 유발하였다. 역병균의 경우 유주자낭의 형성이 억제되었다. 본 연구에서 동정한 S. marcescens는 S. marcescens-YKJ1으로 부르고자 한다. 포장실험등과 같은 시험이 차후 더 요구되어지나 파프리카의 주요 병관리를 위한 생물적 방제제의 하나로 가치가 있을 것으로 생각된다.