• 한국수산과학회지
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• 제44권6호
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• pp.630-634
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• 2011

Enzymatic hydrolysate of porphyran from Porphyra yezoensis was prepared by treatment with ${\beta}$-agarase. The hydrolysate was fractioned into molecular sizes of <3, 3-30, and 30-300 kDa using an ultrafiltration membrane. The membrane fractions were further separated into neutral and anionic fractions using Dowex $1{\times}8$ ion exchange chromatography. After hydrolysis of porphyran with ${\beta}$-agarase, 23.2% of the starting porphyran was recovered as a neutral fraction of low-molecular weight (<3 kDa), and 28.9% remained as an enzyme-resistant anionic fraction of high molecular weight (>300 kDa). Desulfation of porphyran and $^{13}C$-NMR analysis of the anionic fraction of low molecular weight (<3 kDa) showed that the anionic fraction has a backbone consisting of 3-linked ${\beta}$-D-galactose units alternating with either 4-linked a-L-galactose 6-sulfate or 3, 6-anhydro-a-L-galactose units. These results indicate that porphryan is a copolymer of two moieties, about 25% of which are composed of neoagarose moieties and 75% as anionic moieties.

• KSBB Journal
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• 제14권1호
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• pp.96-102
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• 1999

해양세균 Bacillus cereus ASK202는 특0]적으로 한천의 존재 하에서만 높은 한천분해효소 생산능을 가지는 것으로 확인되었다. 이 균주는 기본배지에서 배양하였올 경우, 그 배양상총액은 21 umts/l의 효소활성을 보였으며, 최적조건하의 발효조를 이용한 배양시에는 생산량은 160.8 umts/l로 기본배지에서보다 효소생산량이 약 7.7배 정도 증가한 결과를 보였다. 해양세균 Bacillus cereus ASK2027가 생산하는 한전분해효소(agarase)에 대하여 treeze drying, DEAE Sepharose CL-6B, Superose 6HR 10/30 column chromatography등에 의해 분리.정제한 결과 최종적으로 31.5 배의 정제도 27.8 %의 수율, 3,780 umt/mg의 specific actIvity을 지닌 정제된 효소를 얻을 수 있었다. 또한 HPLC상에서 정제된 효소가 90,000 daltons의 분자량을 지닌 단백질임을 확인하였다. 정제된 한천분해효소의 최적 pH 및 온도는 각각 6.0과 $40^{\circ}C$. 였으며, pH 5.0 ~ 10.0 및 $30^{\circ}C$에서 장기 보존하였을 경우 효소활성이 안정적으로 유지 됨을 확인하였다. 또한 정제된 한천분해효소 용액은 $Zn(NO_3)_2$의 첨가에 의해 약 16배정도 효소활성의 상승효과를 가져 왔으며, $CuSO_4,\; SnCl_2$에 대해서는 강한 저해효과를 나타내었다. 정제효소에 대한 기질특이성을 조사한 결과, agar와 agarose에 대해서만 특이적인 분해능을 나타내었으며, 그 밖의 polysaccharides에 대해서는 전혀 분해능을 보이지 않았다. 한편 정제된 한친분해효소의 Km 및 Vmax 값은 각각 $2.4mg/m\ell$와 $13.6 mg/m\ell$로 확인되 었다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2006년도 제47회 학술심포지움 및 추계국제학술대회
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• pp.86.1-86.1
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• 2006

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권12호
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• pp.1621-1628
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• 2012

The agar-degrading bacterium GNUM-1 was isolated from the brown algal species Sargassum serratifolium, which was obtained from the West Sea of Korea, by using the selective artificial seawater agar plate. The cells were Gram-negative, $0.5-0.6{\mu}m$ wide and $2.0-2.5{\mu}m$ long curved rods with a single polar flagellum, forming nonpigmented, circular, smooth colonies. Cells grew at $20^{\circ}C-37^{\circ}C$, between pH 5.0 and 9.0, and at 1-10% (w/v) NaCl. The DNA G+C content of the GNUM-1 strain was 45.5 mol%. The 16S rRNA sequence of the GNUM-1 was very similar to those of Alteromonas stellipolaris LMG 21861 (99.86% sequence homology) and Alteromonas addita $R10SW13^T$(99.64% sequence homology), which led us to assign it to the genus Alteromonas. It showed positive activities for agarase, amylase, gelatinase, alkaline phosphatase, esterase (C8), lipase (C14), leucine arylamidase, valine arylamidase, ${\alpha}$-chymotrypsin, acid phosphatase, naphthol-AS-BI-phosphohydrolase, ${\alpha}$-galactosidase, ${\beta}$-galactosidase, ${\beta}$-glucosidase, catalase, and urease. It can utilize citrate, malic acid, and trisodium citrate. The major fatty acids were summed feature 3 (21.5%, comprising $C_{16:1}{\omega}7c/iso-C_{15:0}$ 2-OH) and C16:0 (15.04%). On the basis of the variations in many biochemical characteristics, GNUM-1 was considered as unique and thus was named Alteromonas sp. GNUM-1. It produced the highest agarase activity in modified ASW medium containing 0.4% sucrose, but lower activity in rich media despite superior growth, implying that agarase production is tightly regulated and repressed in a rich nutrient condition. The 30 kDa protein with agarase activity was identified by zymography, and this report serves as the very first account of such a protein in the genus Alteromonas.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권5호
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• pp.767-772
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• 2003

Three plasmids derived from the ${\beta}-agarase$ gene (PjaA) of Pseudomonas sp. W7 were expressed in Escherichia coli AD494(DE3) pLysS with lactose as an inducer. These products corresponded to the complete (PjaA) and the two C-terminal truncated (PjaAI and PjaAII) forms of ${\beta}-agarase$. The PjaAI and the PjaAII were originated from exonuclease L treatment from PjaA by deleting 127 and 182 amino acid residues-encoded nucleic acids at 3' region, respectively. The molecular weights of the purified proteins were 71 kDa, 58 kDa, and 50 kDa on SDS-PAGE, respectively. The $K_m$ value of PjaAI was lower than that of the PjaA, and the catalytic efficiency ($k_{cat}/K_m$) of PjaAI was increased to 5 times. The enzyme of PjaAI retained more than 90% activity at $50^{\circ}C$. In contrast to the PjaAI, the remaining activity of the PjaA was only 20% at the same temperature.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1173-1178
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• 2019

본 연구에서는 agarose를 분해하는 세균을 분리하고 한천분해효소의 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 BK-1은 부산광역시 수영구 광안리해수욕장에서 채취한 바닷물-시료에서 Marine agar 2216 평판배지를 이용하여 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Agarivorans sp. BK-1으로 명명하였다. 세포 외 agarase는 Agarivorans sp. BK-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 효소의 특성을 조사하였다. Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 $70^{\circ}C$에서 각각 67, 93, 97, 100, 58, 52%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 59, 100, 95, 91%의 활성을 나타내었다. 세포 외 agarase는 $50^{\circ}C$에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대의 활성을 보였다. 이 agarase는 20, 30, $40^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하여도 90% 이상의 잔존활성을 보였다. 또한, $50^{\circ}C$에서 2시간 동안 노출된 후에도 56%의 잔존활성을 보였다. 60과 $70^{\circ}C$에서 30분 동안 노출된 후에는 효소활성 대부분이 사라졌다. Zymogram 분석을 통하여 Agarivorans sp. BK-1 균주가 약 110, 90, 55 kDa 크기의 한천분해효소들을 생산하는 것을 확인할 수 있었다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%) 및 neoagarohexaose (13.5%)를 생성하는 것으로 보아 ${\beta}$-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. BK-1가 생산하는 ${\beta}$-agarase는 보습효과, 세균성장 억제, 미백효과, 식품, 화장품 및 전분노화 방지 등의 기능을 가지는 네오한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2016

The hydrolysis of biomass to fermentable sugar (saccharification) and to oligosaccharide is an essential process in biotechnology including biorefinery and biofood. Various macroalgae are commercially cultivated in several Asian countries as a useful resource for food and agar production. Agar is a major component of the cell walls of red algae that can be hydrolyzed by agarase. Agarases are classified into ${\alpha}$-agarase (E.C. 3.2.1.158) and ${\beta}$-agarase (E.C. 3.2.1.81) according to the cleavage pattern and grouped in the glycoside hydrolase (GH) family (GH-16, GH-58, GH-86, GH-96, and GH-118) based on the amino acid sequences of the proteins. Agarases have been isolated from various bacteria found in seawater and marine sediments. To increase productivity of the enzyme, a research on recombinant enzymes has been done. The application of recombinant agarase can be possible in the various filed such as energy, food, cosmetics, medical and so on. This paper reviews the source, biochemical characteristics and production system of recombinant agarases for further study.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제15권4호
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• pp.282-286
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• 2000

한천올리고당을 식품으로 활용하기 위한 전제 조건인 안전성 실험결과, 한천올리고당 LD$_{50}$ 은 1359mg/kg으로 GRAS(Generally Recognized As Safe)등급에 해당하는 무해첨가물에 해당되었다. 또한 5% 한천올리고당의 항돌연변이 효과는 TA 98균주에 88.3%, TA 100균주에 54%의 저해효과를 나타내어 강력한 항돌연변원성 물질임을 알 수 있었다. 한천올리고당의 면역활성을 평가하기 위하여 비장세포에 한천올리고당을 200${\mu}\ell$/$m\ell$ 첨가하여 배양한 결과, 대조군과 비교시 배양 20일 이후에도 비장세포수가 감소하지 않아 한천올리고당의 면역증진 효과를 알 수 있었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제52권4호
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• pp.157-162
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• 2009

한천분해세균 SC-22균을 대전 대청댐부근의 담수에서 분리하였다. 생화학적 분석 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통한 계통학적 분류를 통해 SC-22는 Cellvibrio mixtus로 동정되었다. 분리균의 생육 및 agarase 효소 생성능을 검토한 결과, SC-22는 탄소원으로 0.2% agar를 첨가한 배지에서 배양 36시간에 최대 생육을, 배양 48시간에 58.5 units/mL의 최대 효소활성을 나타내었다. 분리균은 세포외 및 세포내 agarase를 생성하였으며, zymogram 실험에 의해 P1, P2 및 P3의 isoenzyme을 분비하는 것으로 확인 되었다. 배양여액으로부터 겔여과법과 이온교환수지법을 단계적으로 이용하여 SC-22 균주로부터 SDS-PAGE에 의해 25 kDa의 효소를 정제하였으며, 정제효소는 zymogram에서 확인된 주 단백질인 P2(29 kDa)과 동일한 단백질임이 확인되었다. 또한 정제한 agarase의 효소학적 성질을 검토한 결과, 효소의 최적 pH와 최적온도는 pH 7.0과 $50^{\circ}C$이었으며, 금속이온 효과의 경우 1 mM 농도의 수준에서도 $Fe^{2+}$, $Na^+$, $Ca^{2+}$ 이온 등은 정제효소의 활성을 10-20% 증가시킨 반면 $Hg^{2+}$, $Mn^{2+}$ 및 $Cu^{2+}$ 이온들은 효소 활성을 크게 저해하였다. 또한 TLC 분석을 통해 정제효소는 한천 분해 올리고당으로 주로 단당류와 이당류를 생성하므로 $\beta$-agarase의 작용특성을 보였다. 기질특이성 실험에서는 정제효소는 agar와 agarose만을 이용 하였고 유사 해조 다당류인 alginate는 물론 다른 다당류를 분해하지 못하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권1호
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• pp.32-37
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• 2020

We improved on a unified saccharification and fermentation (USF) system for the direct production of ethanol from agarose by increasing total agarase activity. The pGMFα-NGH plasmid harboring the NABH558 gene encoding neoagarobiose hydrolase and the AGAG1 and AGAH71 genes encoding β-agarase was constructed and used to transform Saccharomyces cerevisiae 2805. NABH558 gene transcription level was increased and total agarase activity was increased by 25 to 40% by placing the NABH558 gene expression cassette upstream of the other gene expression cassettes. In the 2805/pGMFα-NGH transformant, three secretory agarases were produced that efficiently degraded agarose to galactose, 3,6-anhydro-L-galactose (AHG), neoagarobiose, and neoagarohexaose. During the united cultivation process, a maximum of 2.36 g/l ethanol from 10 g/l agarose was produced over 120 h.