Penicillium sp. CB-20이 생성하는 Polygalacturonase의 특성 및 작용양상

Characteristics and Action Pattern of Polygalacturonase from Penicillium sp.CB-20

Penicillium sp. CB-20 이 생성하는 polygalacturonase의 최대 효소활성을 위한 pH는 5.0, 최적온도는 4$0^{\circ}C$였으며, 이 효소는 약산성의 pH에서 안정성을 보였고, 온도에 의한 안정성은 3$0^{\circ}C$였으며 4$0^{\circ}C$이상에서는 급격한 효소단백질의 불활성화가 진행되었다. 금속이온 중 $Mg^{++}$, $Zn^{++}$, $Ba^{++}$ 등이 활성을 촉진시켰고, Ag$^{+}$, Cu$^{++}$, Pb$^{++}$, Fe$^{+++}$, $Ca^{++}$, $Na^{++}$, Mnc 등은 효소활성을 저해하였으며, 본 균주가 생성하는 호소의 $K_m$값과 V$_{max}$값, 활성화에너지는 2.13$\times$$10^{-2}$mol/$\ell$, 104.17 $\mu$mol/min, 2,499 Kcal/mol 이었으며, pectin보다 polygalacturonic acid를 특이 적으로 분해하였다. 효소저해제 중 EDTA, DNP, $H_2O$$_2$ 등에 의해 효소활성이 제해되어 효소분자 중의 금속이 활성에 관여하며, 말단 아미노기와 histidine의 imidazole기가 효소활성에 관여함이 입증되었던 반면에 효소분자 중 SH기는 활성에 관여하지 않음을 알 수 있었다. 이 효소의 기질분해 양상을 종이 크로마토그라피로 확인한 결과 반응초기에는 monomer, dimer oligomer 등이 생성되었고 시간이 경과할수록 oligomer는 사라지고 monomer dimer 만이 생성되는 것으로 보아 endo 형인 것으로 판단되었으며, 효소의 과즙청징도 측정에서는 약 8 unit 에서 거의 청징화되었다.

Penicillium sp. CB-20 was selected for strong polygalacturonase activity among various strains of molds found in soil. The optimum pH for the enzyme activity was 5.0 and optimum temperature was 4$0^{\circ}C$. The enzyme was relatively stable in acidic condition and unstable by heat treatment. The activation energy, Km and V$_{max}$ for the polygalacturonase were 2.499 Kcal/mol, 2.13$\times$10$^{-2}$mol/l, and 104.17 $\mu$mol/min. The activity of polygalacturonase was inhibited by Ag$^{+}$, Cu$^{++}$, Pb$^{++}$, Fe$^{+++}$, $Ca^{++}$, Na$^+$, Mn$^{++}$. The enzyme can be inactivated by the treatment ethylenediamintetra acetic acid, 2,4-dinitrophenol and $H_2O$$_2$. The results indicate the possible involvement of histidine, chelate and terminal amino group as active site. The enzyme was endo-type polygalacturonase.