Formation of D-Glucose Isomerase by Streptomyces sp.

Streptomyces sp.에 의한 포도당 이성화효소의 생성

A source of D-xylose was required for the enhanced production of D-glucose isomerase of Streptomyces sp. strain K-17. D-glucose supported the luxuriant growth of the organism as well as D-xylose, but D-glucose isomerase activity was hardly detected in the D-glucose-grown cells. When the D-glucose-grown cells were incubated aerobically for a few hours in 0.5% xylose solution in 0.05 M phosphate buffer, pH 7.0, it was found that inductive formation of D-glucose isomerase occurred in the cells without multiplication. In the non-growth phase of cells the inductive formation of D-glucose isomerase occurred because a source of nitrogen for the synthesis of enzymes was obtained from turnover of protein accumulated in cells. D-ribose, L-arabinose, D-glucose, D-mannose, citrate, succinate and tartrate could not induce the formation of D-glucose isomerase, but D-xylose could induce. Inductinn of D-glucose isomerase was repressed by D-glucose and its catabolites : glycerol, succinate and citrate. Inductive formation of the enzymes in the non-growth phase was stimulated by $Ba^{2+}$, $Mg^{2+}$ and $Co^{2+}$, and inhibited by C $u^{2+}$, C $d^{2+}$, A $g^{+}$and H $g^{2+}$. The synthesis of enzymes in the induction system composed of 0.5% xylose solution was disrupted by actinomycin D, streptomycin, chloramphenicol, kanamycin, tetracycline, p-chloromercuribenzo ate, arsenate and 2, 4-dinitrophenol, but not disrupted by mitomycin C and penicillin G.icillin G.

Streptomyces sp. strain K-17의 포도당 이성화효소의 강력한 분비를 위해서는 inducer로서 D-xylose를 필요로 하고 있다. 그런데 D-xylose를 가하지 않고 1.0% glucose를 가한 배지에서 배양한 이성화효소 역가가 낮은 균체를 모아서 이것을 다시 0.05M인 산 완충액 (PH7.0)에 현탁시켜 0.5 % xylose를 가하여 호기적으로 해주었을 때 효소의 induction pattern을 조사한 결과 효소활성이 10시간까지는 처리 시간에 따라 직선상으로 증가하고 이에 비례해서 D-xylose의 양이 감소했으나 cell mass에 있어서는 거의 변동이 없었다. 이때 효소단백의 합성이 일어나고 있지만, 전 RNA함량에 있어서는 오히려 감소하였다. 이와 같이 질소원을 가하지 않는 non-growth phase에서도 효소단백의 합성이 일어나는 것은 세포내에 축적되어 있는 단백질의 turn-over에 의한다는 것을 starvation 실험에서 알 수 있었다. D-xylose 이외에 D-ribose, L-arabinose, D-glucose, D-mannose, citrate, succinate 및 tartrate는 inducer로서의 효과가 없었다. 효소의 induction시, D-glucose를 가했을 경우catabolite repression 이 일어났으며 succinate 나 citrate 에 의해서도 강하게 효소생성이 억제되었다. 이와 같은 현상은 growth phase에서도 마찬가지 결과를 나타내었다. Induction시, $Ba^{2+}$, $Mg^{2+}$ 및 $Co^{2+}$가 효소생성을 발전시켰으며, C $u^{2+}$, C$d^{2+}$, A $g^{+}$ 및 H $g^{2+}$ 와 같은 중금속이 효소생성을 저해하였고, mitomycin C 몇 penicillin G는 효소생성에 영향을 주지 못하였으나, actinomycin D, streptomycin, chlora-mphenicol 및 tetra cycline등에 의해 강하게 저해되었다. 또 p-CMB 및 uncoupler 인 arsenate와 2.4-DNP에 의해서도 효소생성이 저해되었다.