Characterization of ${\alpha}$-amylase Producing Hybrid Constructed between Saccharomycopsis and Saccharomyces

Saccharomycopsis속과 Saccharomyces속의 잡종형성 균주에서 생산하는 ${\alpha}$-amylase의 특성

This study has been performed to deveope a yeast strain having high ${\alpha}$-amylase production ability using nuclear transfer method. Hybrids formed between the strains of Saccharomyces fiburigera KCTC 7393 and Saccharomyces cerevisiae KCTC 7049 (tyr-, ura-)were obtained by nuclear transfer technique. Nuclei isolated from the wild type S. fiburigera strain were transfered into auxotrophic mutants S. cerevisiae and selected the hybrids showing an increased starch degrading capability were selected (MN-16). This transformant grew best and produced maximal ${\alpha}$-amylase activity on the medium containing 2% (V/V) soluble starch. ${\alpha}$-Amylase from MN-16 was purified electrophoretically homogenety and its properties were investigated. The enzyme was purified about 10.6 fold with an overall yield 9.7% from the culture medium by ammonium sulfate fractionation. DEAE-Sephacel column chromatography, and Sephacryl S-200 column chromatography. The purified enzyme showed a single band on SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The molecular weight of the ${\alpha}$-amylase was estimated to be 53,000 daltons by SDS-PAGE and by gel permeation chromatography on Sephacryl S-200. The purified enzyme showed the maximum activity at pH 5.5 and 40${\circ}C$. The km value for soluble starch was 2.5㎎/㎖. The enzyme activity increased in the presence of $Ca^{2+}, Co^{2+}, EDTA, Mg^{2+}, Mn^{2+}, Zn^{2+}$, but inhibited by $Cu^{2+}, Fe^{2+}$, and $Ni^{2+}$

핵전이 방법을 이용하여 효모에서 전분분해능이 향상된 새로운 우수 균주를 개발하고자 하였다. Saccharomycopsis fiburigera KCTC 7393과 Saccharomyces cerevisiae KCTC 7049에서 핵을 분리한 후 영양요구 돌연변이주인 S. cerevisiae의 안으로 전달시켜 잡종(MN-16)을 형성하여 전분 분해능이 증가된 잡종을 선별하였다. 세포 배양액으로 조효소 용액을 만든 후 ammonium sulfate 침전, DEE-Sephacel column chromatography, Sephacryl S-200 column chromatography 등의 정제과정을 통해 9.7%의 회수율로 약 10.6배 정제 된 효소를 얻을 수 있었다. 정제된 효소는 SDS-PAGE 전기영동을 통해 단일 band를 보여 주었으며, SDS-PAGE 와 Sephacryl S-200 column chromatography를 통해서 53kDa으로 나타났다. 정제효소의 최적 활성 온도는 40${\circ}C$이고, 안정성은 40~45${\circ}C$로 나타났다. 최적 활성 pH는 5.5이었고, pH 5.0~7.0 정도에서 pH안정성이 80%정도 유지되었다. 가용성 전분에 대한 $K_{m}$ 값은 2.5㎎/㎖이었다. 또한, 정제 효소의 금속 이온의 효과로 $Ca^{2+}, Co^{2+}, EDTA, Mg^{2+}, Mn^{2+}, Zn^{2+}$ 첨가시 활성이 촉진되었고, $Ca^{2+}$의 경우 가장 높은 반면 $Cu^{2+}, Fe^{2+}, Ni^{2+}$의 경우는 오히려 활성이 감소되었다.