Abstract
S. chibaensis J-59 produced an extracellular xylanase in a CSL medium composed of 1.5% com steep liquor, 0.1% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.012% $CoCl_2{\cdot}6H_2O$, and 0.15% glucose containing xylan. but it did not produce in the culture medium containing xylose. The production of enzyme reached to a maximum level (0.83 uints/ml) when bacteria were cultured in 2.5 l jar fermentor for 48hrs at $30^{\circ}C$ and pH 7.0. Furthermore, S. chibaensis J-59 produced an intracellular glucose isomerase in a medium containing xylan and/or xylose. Xylanase was purified 29-fold over the culture supernatants of S. chibaensis J-59 by ammonium sulfate fractionation, chromatography on DEAE-Sephadex A-50, and gel filtration on Sephadex G-200. The purified enzyme is a monomeric enzyme with a native molecular mass of 25 kDa and a subunit molecular mass of 25 kDa. The purified enzyme requires $Mg^{2+}$ for activity, $Ca^{2+}$, $Co^{2+}$ is not an inhibitor but inhibit by $Fe^{3+}$, $Hg^{2+}$, and $Cu^{2+}$, sodium dodecyl sulfate, N-bromosuccinide. Pattern of hydrolysis demonstrated that the xylanase was an endo-splitting enzyme able to break down birchwood xylan at random giving xylobiose, xylotriose and xylotetrose as the main end products.
Streptomyces chibaensis J-59 xylanase는 CSL 배지(1% corn steep liquor, 0.15% glucose, 0.1% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, pH 7.0)에서 1% xylan을 효소생산 유도물질로 첨가하였을 경우에 생산(0.83 unit/ml) 되었으나, xylose를 비롯한 각 종 탄소원을 포함하는 배지에서는 효소가 생산되지 않았다. S. chibaensis로 부터 생산된 세포외 xylanase를 $(NH_4)_2SO_4$ 분획침전, DEAE-Sephadex A-50 column chromatography, Sephadex G-200 gel filtration 과정으로 약 29%의 수율로 20배 정제하였다. 정제한 xylanase는 SDS-PAGE 및 Sephadex G-200 gel filtraion에서 분자량이 모두 25,000 Da으로 나타나 monomenc enzyme으로 확인되었다. 금속이온에 대한 영향은 $Fe^{3+}$, $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, sodium dodecyl sulfate, N-bromosuccinide 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, $Mn^{2+}$, $Zn^{2+}$에서는 약간의 저해를 받았다. 반면에 $Mg^{2+}$는 효소활성을 증가시켰다. Xylanase에 의한 xylooligo 당의 생산양상을 TLC로 조사한 결과 xylobiose, xylotriose 및 xylotetrose가 주 생산물이었으며, 반응 1시간 이후부터 소량의 xylose가 생성되었다. 따라서 본 효소는 전형적인 endotype xylanase로 확인되었으며 새로운 기능성식품인 자일로 올리고당(xylooligo-saccharides)의 제조에 이용할 수 있을 것이다.