Abstract
A bacterium producing cold-active cellulase and xylanase was isolated from pig feces. The isolate, DK42 strain, was found to be the Gram-positive, non-motile, catalase-positive, and spore-forming stain. Under an electron microscope, the cells were observed to be rod-shaped. The isolate was identified as Bacillus licheniformis DK42 on the basis of morphological and biochemical properties as well as 16S rRNA gene sequences. The characterization of crude cellulase and xylanase from B. licheniformis DK42 was investigated. Cellulase exhibited an optimum temperature and pH at 45℃ and 6.0, whereas xylanase exhibited an optimum temperature and pH at 55℃ and 6.0. Especially cellulase maintained approx. 50% of its maximum activity even at 10℃, indicating that it is cold-active. Both cellulase and xylanase were stable after 2hr at 35℃, whereas they lost their activities after 30min at 65℃.
사료곡물의 효율적 이용을 목적으로 cellulase 및 xylanase를 분비하는 미생물을 분리한 후 가장 생산성이 높은 균주를 선발하였다. 선발된 DK42 균주의 형태, 당 이용성 및 16S rRNA 유전자 서열분석 등을 통해 동정한 결과, Bacillus licheniformis에 속하는 것으로 나타났으므로 선발한 균주를 B. licheniformis DK42로 명명하였다. B. licheniformis DK42가 분비하는 cellulase 효소 활성은 대수생장기 중반부터 급격히 증가하였고, 균의 생장이 정체기에 이르면 효소의 활성도 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 한편, xylanase 효소 활성은 세포 생장과 더불어 대수생장기 초기부터 지속적으로 증가하였으며, 대수생장기 후반에 최대 활성을 나타내고 효소 활성이 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. Cellulase 활성의 경우에는 최적 온도가 45℃이었고 10℃의 저온에서도 최대 활성의 50% 정도의 활성을 나타내었으며, xylanase는 cellulase 보다 약간 높은 55℃에서 최고 활성을 나타내었다. 한편, 두 효소의 열안정성을 조사한 결과, cellulase는 45℃에서는 2시간 후에도 효소의 활성이 안정하게 유지되었으나, xylanase는 45℃에서도 약간 이상의 온도에 방치한 경우에는 시간의 경과에 따라 효소의 활성이 점진적으로 감소하였다. 두 효소의 최적 pH를 조사한 결과, 두 효소 모두 pH 6.0에서 최대의 효소 활성을 나타내었으며, cellulase 활성은 pH 5.0부터 pH 8.0까지 상대적으로 넓은 범위에서 활성을 유지한 반면, xylanase 활성의 경우에는 pH 5.0 이하 또는 pH 8.0 이상에서는 활성이 급격히 저하되었다. Ⅴ. 사 사이 연구는 2006년도 단국대학교 대학연구비의 지원으로 연구된 것으로 이에 감사드립니다
