Development of an ${\alpha}-amylase-hyperproducing$ mutant of Bacillus licheniformis and its characteristics

${\alpha}-Amylase$ 고생산성 Bacillus licheniformis 변이주의 개발과 특성 분석

A mutant strain which hyperproduced thermostable ${\alpha}-amylase$ was obtained by chemical mutagenesis of Bacillus licheniformis. The mutant strain, SK-5, produced the enzyme about 50 times higher than the original strain. The mutant was longer and slimmer in shape, slower in growth compared to the original strain. Nucleotide sequence analysis of the SK-5 ${\alpha}-amylase$ gene revealed no changes in the the structural gene. The changes found in the promoter region might be responsible for the hyperproduction of the enzyme by the mutant. No structural changes in the enzyme structure could be observed when the secreted enzymes at various culture times were analyzed by Western blot.

Bacillus licheniformis를 화학적 돌연변이를 시켜 내열성 ${\alpha}-amylase$ 고생산성 변이주 SK-5를 얻었다. 변이주는 모균에 비하여 약 50배 정도의 ${\alpha}-amylase$를 생산하였으며, 그 모양이 가늘고 길이가 길어졌고, 성장속도가 감소되었다. 이 효소의 유전적 변화를 분석하기 위하여 변이주 SK-5로부터 ${\alpha}-amylase$ 유전자 염기배열을 결정한 결과 구조유전자의 염기배열은 동일하였으나 promoter 지역에서 일부 변이가 일어난 것이 확인되어 이것이 부분적으로 효소생산성 증가에 영향을 미칠 것으로 여겨진다. SK-5의 ${\alpha}-amylase$ 생산성이 높기 때문에 이의 배양상층액으로부터 열처리와 황산암모늄 침전 후 한 단계의 hydroxyapatite 컬럼을 사용하여 순수하게 정제된 ${\alpha}-amylase$를 얻을 수 있었다. 변이에 따른 세포외 단백질분해효소의 영향을 검증하기 위하여 SK-5 배양액을 시간별로 준비하여 Western blot으로 분석한 결과 변이주에서 분비되는 ${\alpha}-amylase$의 구조에 변화가 없음을 확인하였다.