Characteristics and Action Pattern of Polygalacturonase from Rhizopus oryzae CJ-2114

Rhizopus oryzae CJ-2114가 생성하는 Polygalacturonase의 특성 및 작용양상

Rhizopus oryzae CJ-2114 was selected for its strong polygalacturonase activity among various strains of mold found in soil. The optimum pH for the enzyme activity was 4.0 and optimum temperature was 4$0^{\circ}C$. The activation energy for the polygalacturonase was calculated by Arrhenius equation was 2.048㎉/㏖. The reaction of this enzyme followed typical Michaelis-Menten kinetics with the Km value of 54.05mM with the $V_{max}$ of 13.9m mole/min. The enzyme is relatively stable in acidic condition. The activity of polygalactur-onase was inhibited completely by C $u^{2+}$, P $b^{2+}$ and Z $n^{2+}$, $_Mn^{2+}$ at concentration of 1 mM. The enzyme can be inactivated by the treatment with maleic anhydride and iodine. The results indicate the possible involvement of histidine at active site. When polygalacturonase from Rhizopus oryzae CJ-2114 was reacted with poly-galacturonic acid as a substrate mono-, di-, and oligogalacturonic acid were produced at early and mono-, digalacturonic acid produced at late incubation time. time.

Rhizopus oryzae CJ-2114가 생성하는 polygalactur-onase의 최대활성을 위한 pH는 4.0, 최적온도는 4$0^{\circ}C$ 였으며, 효소활성화 에너지는 2.049㎉/㏖이었다. 정제효소의 Km값과 $V_{max}$ 값은 54.05mM, 13.9m mole/min이었고, pectin보다 polygalacturonic acid를 특이적으로 분해하였다. 이 효소는 약산성의 pH에서 안정성을 보였으며, 온도에 의한 안정성은 4$0^{\circ}C$였으며, 5$0^{\circ}C$이상에서는 급격한 효소단백질의 불활성화가 진행되었다. 금속이온중 $Na^{+}$ 이온에 의해 활성이 유지되며 C $u^{2+}$, P $b^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Zn^{2+}$이온 등은 효소활성을 저해하였다. 효소저해제 중 maleic anhydride와 iodine등에 의해 효소활성이 저해되어 효소분자중의 histidine의 imidazole기 와 cystein의 SH기가 효소활성에 관여함이 입증되었다. 이 효소의 기질분해양상을 여지 크로마토그라피로 확인한 결과 반응초기에는 monomer, dimer, oligomer 등이 생성되었고, 시간이 경과할수록 oligomer는 사라지고 monomer, dimer만이 생성되는 것으로 보아 endo 형인 것으로 판단되었으며, 효소의 과즙청징도 측정에서는 약 18.2$\times$$10^3$unit에서 거의 청징화 되었다.