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신생아 분변으로부터 분리한 Bifidobacterium 균주의 모유 올리고당 이용능 및 비타민 B 생성능 연구

Investigation on human milk oligosaccharide utilization and vitamin B biosynthesis by Bifidobacterium strains isolated from infant feces

미생물학회지 2020년 56권 3호 p.297 ~ 306
정혜수, 김경렬, 김경현, 김홍만, 임상현, 정명준, 전체옥,
소속 상세정보
정혜수 ( Jung Hye-Su ) - Chung-Ang University Department of Life Science
김경렬 ( Kim Kyeong-Ryeol ) - Chung-Ang University Department of Life Science
김경현 ( Kim Kyung-Hyun ) - Chung-Ang University Department of Life Science
김홍만 ( Kim Hong-Man ) - Cellbiotech R&D Center
임상현 ( Lim Sang-Hyun ) - Cellbiotech R&D Center
정명준 ( Chung Myung-Jun ) - Cellbiotech R&D Center
전체옥 ( Jeon Che-Ok ) - Chung-Ang University Department of Life Science

Abstract

난소화성 올리고당인 fructooligosaccharide (FOS)와 galactooligosaccharide (GOS), 모유 올리고당(HMO, human milk oligosaccharide)인 2'-fucosyllactose와 3'-sialyllactose의 이용능과 folate, nicotinate, riboflavin의 생합성 유전자를 보유한신생아 분변에서 분리된 4종의 Bifidobacterium속 균주(B. longum subsp. infantis CBT BT1, B. bifidum CBT BF3, B. breve CBT BR3, B. longum CBT BG7)의 난소화성 올리고당과 모유 올리고당의 이용능, 비타민 B군 생합성능을 실험적으로 검증하였다. 난소화성 올리고당과 모유 올리고당, 비타민 B 군 화합물은 LC-QTOF-MS를 사용하여 분석하였다. 실험에사용한 모든 Bifidobacterium 균주는 FOS보다 GOS를 더 잘 이용하는 것으로 나타났는데, 특히 B. longum subsp. infantis CBT BT1균주는 높은 GOS 이용능을 보여주었다. CBT BT1 균주와 CBT BF3 균주는 2'-fucosyllactose를 잘 이용하였고 CBT BF3 균주는 2'-fucosyllactose뿐만 아니라 3'-sialyllactose 이용능도 가지고 있었다. 비타민 B 생합성 실험에서, Bifidobacterium 균주는 그 전구체인 4-aminobenzoic acid를 첨가한 배지에서도 folate의 생성능이 4종의 균주 모두에서 매우 낮은 것으로 확인되었다. 하지만 모든 Bifidobacterium 균주는 nicotinamide를전구체로 첨가한 BL배지와 SM7배지에서 매우 높은 nicotinate 생성능을 보였다. Riboflavin의 경우 guanine을 전구체로 첨가한 BL배지와 SM7배지 모두에서 CBT BF3 균주가 높은 생성능을 보였다. 이 연구는 Bifidobacterium 균주가 난소화성 올리고당과 모유 올리고당에 대한 이용능과 비타민 B 생성능을가진 프로바이오틱 균주로서 잠재적 가치가 있음을 시사한다.

Utilization of indigestible oligosaccharides and human milk oligosaccharide (HMO) and biosynthesis of vitamin B by four Bifidobacterium strains (B. longum subsp. infantis CBT BT1, B. bifidum CBT BF3, B. breve CBT BR3, and B. longum CBT BG7) harboring genes associated with fructooligosaccharide (FOS), galactooligosaccharide (GOS), and HMO, 2'-fucosyllactose and 3'-sialyllactose, metabolism and folate, nicotinate, and riboflavin synthesis, which were isolated from infant feces, were experimentally verified. Indigestible oligosaccharides, HMO, and vitamin B compounds were analyzed using LC-QTOF/ MS. All Bifidobacterium strains utilized GOS better than FOS and especially, B. longum subsp. infantis CBT BT1 had a good ability to utilize GOS. Strains CBT BT1 and CBT BF3 utilized 2'-fucosyllactose well and B. bifidum CBT BF3 had an ability to utilize 3'-sialyllactose as well as 2'-fucosyllactose. Vitamin B biosynthesis tests showed that the Bifidobacterium strains produced folate at very low concentrations even in the presence of 4-aminobenzoic acid as the precursor. However, all Bifidobacterium strains highly produced nicotinate in blood liver and SM7 media supplemented with nicotinamide as the precursor. B. bifidum CBT BF3 also highly produced riboflavin in media supplemented with guanine as the precursor. This study suggests that the Bifidobacterium strains may have potential values as probiotics having abilities to utilize indigestible oligosaccharides and HMO and to produce vitamin B.

키워드

Bifidobacterium; indigestible oligosaccharide utilization; infant feces; probiotics; vitamin B biosynthesis

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