미생물을 이용한 저식염 멸치젓의 속성발효에 관한 연구 -2. 젓갈에서 분리한 단백질분해효소의 열역학적 특성-

Studies on the processing of rapid fermented anchovy prepared with low salt contents by adapted microorganism. -2. Thermodynamic characteristics of microbial extracellular protease isolated from fermented fish paste-

젓갈에서 분리한 B. subtilis p-4와 B. licheniformis p-5 프로테아제의 기질(카제인)에 대한 친화도를 측정한 결과 각각 0.38mM, 0.18mM이었고 열변성에 의한 특성을 반응속도론적으로 검토한 결과, p-4 프로테아제는 $50^{\circ}C$에서 80분 열처리할 때 20%의 잔존 활성을 보였고, p-5 프로테아제는 거의 실활되었는데 일차반응식을 따랐다. 그리고 p4, p-5 프로테아제의 변성 속도 상수는 각각 $40^{\circ}C$에서 $12.2{\times}10^{-5}/sec,\;19.0{\times}10^{-5}/sec,\;50^{\circ}C$에서는 $35.7{\times}10^{-5}/sec,\;46.3{\times}10^{-5}/sec$였다. 또 활성화 에너지는 p-4프로테아제가 19.6Kca1/mole, p-5 프로테아제는 15.2Kcal/mole로 p-5 프로테아제가 열변성에 민감한 것을 알 수 있었다. 활성화 자유에너지는 p-4, p-5 프로테아제 모두 온도가 상승함에 따라 약간 증가하였는데 $40^{\circ}C$에서 각각 23.21, 22.93Kcal/mole, $50^{\circ}C$에서는 23.28, 23.11Kcal/mole이었다. 아미노산 조성은 p-4 프로테아제의 경우 151개의 아미노산 잔기를 가졌으며, 이중 glycine, glutamic acid, proline이 많았고, p-5 프로테아제는 247개의 잔기에 glycine, glutamic acid, aspartic acid가 많았다.

This study was undertaken to determine thermodynamic characteristics of B. subtilis p-4 and B. licheniformis p-5 proteases isolated from fermented anchovy paste. $K_m$ values of two proteases for casein as a substrate were 0.38mM in p-4 protease and 0.18mM in p-5 protease, respectively. Denaturation constants($K_D$) of p-4 and p-5 proteases were $12.2{\times}10^{-5}/sec\;and\;19.0{\times}10^{-5}/sec\;at\;40^{\circ}C,\;and\;35.7{\times}10^{-5}/sec\;and\;46.3{\times}10^{-5}/sec\;at\;50^{\circ}C$, respectively. Activation energies($E_a$) of p-4 and p-S pmteases were 19.6 Kcal/mole and 15.2kcal/mole, respectively. Free energy of activation(${\Delta}G^*$), activation enthalpy(${\Delta}H^*$) and activation entropy(${\Delta}S^*$) at $40^{\circ}C$ were 23.21Kcal/mole, 18.98Kcal/mole and -13.50 eu, respectively for p-4 protease and 22.93Kcal/mo1e, 14.58Kcal/mole and -26.68 eu, respectively for p-5 protease. The major amino acids in p-4 protease(151 residues of amino acid) were Gly, Glu, Pro, Asp, Ser, Ala, Lys and Leu, while those in p-5 protease(247 residues of amino acid) were Gly, Glu, Asp, Ala and Leu. It may be concluded that heat denaturation of two proteases showed liner regression curve and p-5 protease was more sensitive to heat than p-4 protease.