금강수역에 존재하는 β-lactamase type을 규명하기 위하여, 최근 오염이 가속화되어 가고 있는 금강하류수역을 대상으로 항생제 내성균주를 분리하여 그 중 엠피실린 내성인자를 지니면서 다약제 내성균주 4개를 대상으로 동정하는 한편, 엠피실린 내성인자의 발현양상을 성장곡선의 변화와 Ampicillin shift하에서 β-lactamase 활성도 변화와 protein profile의 변화를 조사함으로서 파악하고자 하였다. 또 이들 R-plasmid의 제한분절을 비교하였다. 엠피실린 내성균주 중 4 균주를 API kit를 이용하여 동정한 결과, KL601는 Pasteurella maltocida, KL602는 Enterobacter agglomerans, KL609는 Pseudomonas maltophilia and KL611는 Acinetobactor calcoaceticus로 동정되었다. 이들 4균주들외 성장에 미치는 엠피실린의 영향을 살펴보기 위해 영양액체배지 (LB)에서 엠피실린을 첨가하거나 Ampicillin shift시켰을 때, 잠복기 및 성장율의 변화를 관찰할 수 없었다. 그러나 prototrophic strain인 KL602와 KL609을 대상으로 최소액체배지 (GM63)에서 엠피실린 영향을 조사해 보았을 때 최대성장에는 변화가 없었지만 잠복기가 매우 길어졌다. 또, 영양배지에서 이들 4균주들 모두 β-lactamase의 활성도는 성장과정에 따라 물질대사적으로 조절되는 것으로 나타난 반면에 최소배지에서는 균주에 따라 달리 조절되었다. KL609 균주는 E. coli에서 나타나는 M.W. 24,000의 β-lactamase를 KL601, KL6O2, KL611 균주는 E. cloacae 흑은 C. freundii에서 나타나는 M.W. 35,000의β-lactamase를 지니고 있는 것으로 예측되었다. 엠피실린 영향에 따른 인지질 성분은 4균주들 모두에서 전체 배양기간을 통하여 변화를 관찰할 수 없었으며, 주된 인지질 성분은 PG(phosphatidyl glycerol)과 CL(cardiolipin)으로 나타났다. 이러한 결과는 성장에 대한 엠피실린의 영향이 영양배지에서 나타나지 많은 점과 매우 유관하였다. 엠피실린 내성균주들이 특이한 plasmid를 갖고 있는지를 알아보기 위해 plasmid를 분리하여 Bam H1으로 절단해 본 결과, KL601은 약 30kb이상, KL609와 611은 약 25Kb 정도의 plasmid를 지니고 있있으나, KL602는 특이하게도 plasmid를 지니고 있지 않았다. KL602는 β-lactamase 유전자가 염색체에 암호화되었을 가능성이 있는데, 성장곡선에 따른 β-lactamase 활성도의 변화, inducibility의 변화, periplasmic protein profile의 변화 등을 고려해 볼 때, 이러한 가능성이 높을 것으로 예측할 수 있었다.

In order to characterize the bacterial β-lactamase types occurred in Kum river area, this research was designed to analyze with identification upon ampicillin (Amp) resistant bacteria, and was investigated into relationships between β-lactamase expression (inducibility) and growth phase under ampicillin shift and with restriction patterns of R-plasmids. As the identification result upon 4 strains of Amp resistant bacteria, KL 601 is identified as Pasteurella maltocida, KL 602 as Enterobacter agglomerans, KL 609 as Pseudomonas maltophilia and KL 611 as Acinetobactor calcoaceticus, respectively. In order to investigate Amp effect upon growth, when the Amp resistant bacteria were cultivated in nutrient liquid LB medium, in LB medium added with Amp, or in LB medium in the manner of Amp shift, the changes in growth rate and lag phase could not be observed. However, upon the prototrophic strains, KL 602 and KL 609, examining Amp effect upon these two strains in minimal GM63 liquid media, even though there was no change of maximum growth yield, the latent lag phase become very lengthened. In nutrient medium, β-lactamase activities of these 4 strains were metabolically regulated in accordance with growth phase, on the other hand, in minimal medium were differently regulated in accordance with growth phase and with strains. It could be postulated that KL 609 strain has the M.W.24,000, β-lactamase type which E. coli comprise, however, that KL 601, KL 602 and KL 611 have the M.W.35,000, β-lactamase type which E. cloacae or C. freundii comprise. Through the whole growth phase, since Amp did not affect to phosholipid metabolism, there is no change in phospholipid compisition upon Amp effect. Main phospholipid are the phosphatidyl glycerol and cardiolipin in all 4 Amp resistant strains. So, it was very significant that there were no changes in phospholipid composition and in growth rate upon nutrient medium under Amp stress. In order to recognize whether Amp resistant strains comprise the plasmid or not, preparation of plasmids and restriction digestion with Bam H1 were carried out, KL 601 strain has about 30 Kb of plasmid, KL 609 and KL 611 strain have about 25 Kb of plasmid and KL 602 does not have the plasmid, however. Hence, it will be predicted strongly that β-lactamase gene in KL 602 might be encoded chromosomally. Moreover, considering the results upon the changes of β-lactamase acticity, upon β-lactamase inducibility and upon changes of periplasmic protein profile under Amp stress, its prediction is very recognizable.