Studies on the cellulase properties of Aspergillus clavatus from the Cellulose-Cultural Properties

섬유질 문화재로부터 분리된 Aspergillus clavatus의 섬유소분해호소에 관한 연구

Cellulolytic mocrooganisms were isolated from the cellulose-cultural properties. Among them, Aspergillus clavatus with the highest cellulase activity was identified by the morphological characteristics and it's enzyme activities were compared on the various cultural conditions. It was found that the induction of carboxymethylcellulase(CMCase), avicelase and salicinase in CMC liquid media showed the highest enzyme acitivity on five day's cultivation at $30^{\circ}C$ and thereafter their activities were gradually decreased with time. After crude extracellular enzymes precipitated with the 70% saturated ammonium sulfate solution were dialyzed with 20 mM acetate buffer pH 6.0, each crude enzyme was examined. The optimal activities of CMCase and avicelase were both found to be at $50^{\circ}C$ and pH 6.0. Their thermal stability was appeared at the $50^{\circ}C$. CMCase and avicelase had the maxima activities with 1.5% and 2.2% substrate concentration, respectively. The concentration of 5 mM $Mg^{++}$ or $Ca^{++}$ was found to have a maximum cellulase activity and its activity was inhibited with more than 5 mM $Cu^{++}$ and $Zn^{++}$ concentration. Cellulase activity was also inhibited sensitively by the inhibitors such as 2-mercaptoethanol, iodine and sodium azide.

창덕궁의 유물고에 소장되어 있는 섬유질 문화재로부터 섬유소 분해균을 분리하기 위하여 두 단계의 선별을 거쳐서 섬유소 분해능이 강력한 Cellulolytic fungus를 분리하였다. 이 균주는 형태학적인 분류기준을 통하여 Aspergillus clavatus로 동정되었다. 이 균주에서 CMC 액체배지에서의 CMCase, avicelase와 salicinase의 생성은 $30^{\circ}C$의 shaking culture 조건에서 5 일에 가장 높았으며, 그 이후는 점차 감소하였다. crude extracellularenzyme 을 $70%(NH_4)_2SO_4$ 포화용액에서 침전시켜 20mM acetate buffer(pH 6.0)로 dialysis시킨후 효소에 대한 여러가지 성질을 비교하였다. CMCase와 avicelase의 최적 pH는 모두 pH6.0으로 중성에 가까왔으며 두 효소의 최적온도는 모두 $50^{\circ}C$이었다. 효소의 열에 대한 안정도에서는 CMCase, avicelase 모두 $30-50^{\circ}C$에서 안정성을 유지하였고 또한 효소의 활성에 미치는 기질농도의 영향을 보먼 CMCase는 1.5%에서 avicelase는 2.2%에서 최고의 활성을 나타냈다. 금속이온의 영향을 살펴본 결과 $Mg^{++}$와 $Ca^{++}$는 5mM에서 효소의 활성이 최고에 달하였으며 $Cu^{++}$와 $Zn^{++}$에서는 농도가 증가할수록 효소의 활성이 저해되었다. 또한 이 균주의 섬유소 분해효소는 2-mercaptoethanol, $I_2$, $NaN_3$ 등의 저해제에 의하여 활성이 크게 저해되었다.