• 한국환경보건학회지
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• 제29권1호
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• pp.74-83
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• 2003

Microcystin, stable compounds with circular heptapeptides, is presented inside cyanobacterial cell. So far, over 30 types have been known to exist and microcystin-LR, RR among them are the most potent toxin compound. By this reason, a strong oxidant, ozone was used in this study to remove the microcystins produced by cyanobacteria. Removal efficiency of microcystin at M water treatment plant was also evaluated. Microcystin concentration was determined by protein phosphatase inhibition assay. The results showed that dissolved microcystin in raw water detected in the range of 0.011-0.028 ㎍ Microcystin-RR equivalent/l. Above 98% of microcystin was removed through overall treatment system. Therefore, the water treatability of M treatment plant seemed to be excellent. Removal efficiency of microcystin according to unit process varied as characteristics of raw water such as DOC, UV/sub 254/ and turbidity. Removal efficiency of microcystin by ozonation was investigated in laboratory according to contact time and ozone dose. Dissolved microcystin was increased by twice fold according to ozone contact time, but increased by fifth fold according to ozone dose. So, changing of ozone dose more affected microcystin release than changing of ozone contact time. Behavior of microcystin by ozonation was similar to that of DOC, and residual ozone concentration gave influence to removal ratio of microcystin. In conclusion, single ozone treatment wasn't effective on microcystin removal in case of water containing a lot of cells. Therefore, it's more effective to use ozonation process after the removal of cyanobacterial cells in advance.

• 환경생물
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• 제31권2호
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• pp.158-164
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• 2013

환경시료에서 마이크로시스틴 분해능을 나타낸 균주 1종을 분리하였고 16S rRNA gene sequence 분석 결과, Microbacterium sp.로 동정되어 Microbacterium sp. MA21로 명명하였다. R2A배지를 기본 배지로 하여 $50{\mu}g\;L^{-1}$ microcystin-LR을 첨가하여 $30^{\circ}C$, 12시간 동안 배양한 후 PPIA를 통해 microcystin이 80% 이상 분해되는 것을 확인하였다. Microcystin-LR의 분해를 HPLC 분석을 통해 재확인하였고, microcystin 분해산물로 추정되는 두 개의 peak를 확인하였다. 16S rRNA 염기서열을 이용한 계통분류 분석 결과, 본 연구에서 분리한 Microbacterium sp. MA21은 Alphaproteobacteria의 Sphingomonas 속에 속하지 않는 것은 물론 Actinobacteria에는 속하지만 기존에 보고되지 않은, 새로운 genus로 확인되었다.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.67-73
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• 2015

The microcystin is a cyclic heptapeptide from metabolites of cyanobacteria in the genera mycrocystis, anabaeba as a result of eutrophication. It has been known that microcystin-LR is a potent inhibitor of the catalytic subunits of protein phosphatase-1 (PP-1) as well as powerful tumor promoter. The active site of microcystin actually has two metal ions $Fe^{2+}/Zn^{2+}$ close to the nucleophilic portion of PP-1-microcystin complex. We report the isolation and purification of this microcystin-LR from cyanobacteria (blue-green algae) obtained from Daechung Dam in Chung-cheong Do, Korea. Microcystin-LR was extracted from solid-phase extraction (SPE) sample preparation using a CN cartridge. The cyanobacteria extract was purified to obtain microcystin-LR by HPLC method and identified by LC/MS. The detail structural studies that can elucidate the possible role of monovalent and divalent metal ions in PP-1-microcystin complexation were carried out by utilizing molecular dynamics. Conformational changes in metal binding for ligands were monitored by molecular dynamic computation and potential of mean force (PMF) using the method of the free energy perturbation. The microcystin-metal binding PMF simulation results exhibit that microcystin can have very stable binding free energy of -10.95 kcal/mol by adopting the $Mg^{2+}$ ion at broad geometrical distribution of $0.5{\sim}4.5{\AA}$, and show that the $K^+$ ion can form a stable metal complex rather than other monovalent alkali metal ions.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2001년도 추계학술대회
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• pp.113-120
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• 2001

The production of microcystins from Microcystis aeruginosa was investigated in a P-limited continuous culture and a batch culture. The microcystin content of M aeruginosa was higher at a lower $\mu$, whereas the microcystin (MC)-producing rate was linearly proportional to $\mu$. The ratios of the MC-producing rate to the C-fixation rate were higher at a lower $\mu$. Consequently, increases in the microcystin content per dry weight along with the production of the more toxic form, MC-LR, were both observed under more P-limited conditions. The microcystin content of M. aeruginosa exhibited a high correlation with the total N content regardless of N-fixed or P-fixed culture. The microcystin concentration was investigated from spring to autumn in 1999 in the Daechung Reservoir, Korea. The dominant species in the algal blooming season was Microcystis. When the microcystin concentration exceeded about 100 ng $1^{-1}$ the ratio of particulate to dissolved total nitrogen (TN) or total phosphorus (TP) interestingly converged at a value of 0.6. The microcystin concentration was lower than 50 ng $1^{-1}$ at a particulate N:P ratio below 8, whereas the microcystin concentration varied quite substantially from 50 ng $1^{-1}$ to 250 ng $1^{-1}$ at a particulate N:P ratio> 8.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.331-339
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• 2009

영천호와 대청호 어류들의 각 조직들(근육, 간, 내장, 아가미)에 농축된 microcystin-LR의 농도 및 TDI(total daily intake)값에 기초하여 인체의 건강위해성을 평가하였다 영천호의 분석결과에서 조식성(藻飾性)인 떡붕어(Carassius cuvieri)는 다른 종들과 비교하여 간을 포함한 대부분의 조직에서 높은 microcystin-LR의 농축양상을 보였다. 대청호에서 잡식성(雜食性)인 누치와 조식성인 떡붕어의 각 조직에서 높은 microcystin-LR 농도가 관찰된 가운데 내장에서는 누치와 떡붕어가 매우 높은 microcystin-LR 농도를 보였으며, 떡붕어는 다른 종들과 비교하여 내장이외에도 간과 아가미에서 높은 microcystin-LR농도를 나타내었다. 인체의 건강위해성 평가를 위해 각 조직에서 도출된 microcystin-LR의 EDI(estimated daily intake) 값들을 TDI 값과 비교하였다. 결과에서, 두 조사지역에서 모두 떡붕어(Carassius cuvieri)는 근육을 제외한 대부분의 조직들에서 EDI값들이 TDI 값을 초과하는 양상을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권2호
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• pp.212-218
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• 2006

Three out of fourteen Microcystis-dominant cyanobacterial blooms in Central India were found to be toxic to mice ($LD_{50}$ ranging from 35-450 mg bloom dry mass/kg body weight). The liver architecture of the treated mice showed characteristic symptoms of hepatotoxicity relative to the untreated controls, with increased enzyme activities of serum lactate dehydrogenase (LDH), serum glutamate oxaloacetate transaminase (SGOT), alkaline phosphatase (ALP), and serum glutamate pyruvate transaminase (SGPT). RP-HPLC revealed the presence of microcystin-LR, microcystin-RR, and desmethyl microcystin-RR in the given region to maximum amounts of 390, 1,030, and $860{\mu}g/g$ bloom dry weight, respectively, corresponding to a maximum of 2.8 mg/l microcystin-LR in the lake water. Further confirmation of the microcystin variants was conducted using a MALDI-TOF MS analysis.

• 대한화학회지
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• 제48권5호
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• pp.467-472
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• 2004

남조류 독소인 마이크로시스틴은 여름철 우리나라 여러 호수들에 존재하여 물고기와 가축 그리고 인간에게 강한 독성을 나타내는 독소이다. 본 연구에서는 화학적 산화제인 염소($Cl_2$), 과망간산칼륨($KMnO_4$), 과산화수소수($H_2O_2$)를 이용하여 마이크로시스틴중 가장 독성이 강한 마이크로시스틴 LR의 분해실험을 시도하였다. 수중 마이크로시스틴LR의 농도 측정은 마이크로시스틴 LR의 단일클론항체를 이용한 효소면역흡착분석법으로 측정하였다. 실험결과 염소는 마이크로시스틴 LR의 농도 800 pg/mL, $Cl_2$의 농도 12 ppm, 암소방치시간 40분, pH 7에서 가장 잘 분해되었으며, 또한 pH 8 이상에서는 독소 파괴가 눈에 띄게 감소하였다. 과망간산칼륨의 경우 마이크로시스틴 LR의 농도 2000 pg/mL, $KMnO_4$의 농도 1.2 ppm, 암소방치시간 60분, pH 7에서 가장 잘 분해되었다. 그러나 과산화수소수에 의한 마이크로시스틴 LR의 분해는 느린 화학 반응 속도 때문에 효과적이지 못함을 알수 있었다.

• 생태와환경
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• 제34권1호통권93호
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• pp.45-53
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• 2001

남조류 물꽃현상이 나타나는 일본의 Suwa호에서 방류수를 통해 하류하천 (Tenryu강과 Nishitenryu 수로)으로 유출된 남조류세포와 남조류 독소 (microcystin-LR,-RR, YR)의 유하과정에서의 변동을 1998년 5월부터 10 월까지 조사하였다. 하천 내 모든 지점에서 식물플랑크톤 종조성은 상류의 호수와 일치하였다. 6월과 7월에 우점한 남조류는 M. ichthyoblabe였고, 8월부터 증가한 M. viridis는 10월까지 우점종이었다. Microcystin은 남조류의 현존량이 증가한 7월부터 검출되기 시작하여 남조류 세포밀도의 계절변동에 따라 농도가 변동하였으며, 3종류 microcystin의 조성변화는 남조류 종조성과 관련이 있었다. Microcystis. ichthyoblabe가 우점한 7월에는 MC-RR과 -LR만이 검출된 반면, M. viridis가 우점한 8월 부터 10월까지는 3종류의 microcystin이 모두 검출 되었다. Microcystin은 호수로부터 32 km 떨어진 하류지점에서도 3.2${\sim}$0.3 ${\mu}$g/l의 농도로 검출되었다. Tenryu강 지점 2와 지점 5사이의 29 km 구간 (유하시간 11시간)에서 세포밀도와 microcystin 농도의 감소율은 각각 73%, 72%이었고, 희석에 의한 세포밀도와 microcystin 농도의 감소율이 각각 61%와 57%로서 감소요인의 대부분을 차지하였다. 인공수로에서는 자연하천보다 남조류 세포와 독소의 제거율이 더 낮았다. 이러한 결과들은 남조류가 번성한 부영양호의 하류하천에서는 먼 거리까지 남조류의 독소가 전달되어 공중보건에 위해성을 줄 수 있음을 보여 주고 있다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.705-711
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• 2007

Green quantum-dot nanocrystal (QD525) with anti-microcystin monoclonal antibody was applied for detection of microcystin, a monocyclic peptide hepatotoxin, extracted from the culture of Microcystis aeruginosa. The presence of microcystin in the cell lysate was verified by HPLC analysis with UV absorbance at 238 nm. Microcystis cell extract exhibited fluorescence emission spectra, which peak was around 460 nm because of their complex organic substances. When a spherical QD525 antibody conjugates (10~20 nm in diameter) were bound to the microcystins in the Microcystis cell lysate, the fluorescence intensity of the primary peak at 525 nm diminished while the secondary emission peak at 460 nm slightly increased intensities. It is due to energy transfer from the primary (major) to the secondary (minor) peak, resulting from physical deformation of QD525 and different environmental factors. On the other hand, other cell extracts did not show any fluorescence emission change. This study is very available for detecting and monitoring the microcystin because it is one step assay without washing step and portable spectrophotometer makes on-site measurement possible. For health risk assessment of the microcystin, the reliable and rapid system to detect and quantify microcystin is seriously required.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.610-616
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• 1997

낙동강에서 채취한 남조류 Microcystis로부터 간독성물질이자 protein phosphatase 1과 2A의 강력한 억제제인 microcystin-LR과 microcystin-RR을 분리하였다. 이들 물질의 독성과 구조와의 관계들을 알아보기 위하여 몇가지 유도체들을 합성하여 독성실험을 하였다. Glu와 MeAsp의 카르복실기를 에스테르화할 경우 독성을 잃어버리는 것을 알 수 있었다. 반면에 Mdha 잔기의 이중결합을 $NaBH_4$로 환원하여 Ala잔기로 전환한 경우에는 독성을 그대로 유지하였고 또한 microcystin-LR의 Arg잔기의 guanidyl기를 dimethylpyrimidyl기로 변환한 경우에도 독성에는 크게 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 따라서 2개의 카르복실기는 microcystin이 독성을 나타내는데 아주 중요한 역할을 하는 반면에, Mdha 및 Arg잔기의 존재는 큰 역할을 하지 않는 것으로 여겨진다.