• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권8호
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• pp.1060-1069
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• 2013

Genome organization near cyclomaltodextrinases (CDases) was analyzed and compared for four different hyperthermophilic archaea: Thermococcus, Pyrococcus, Staphylothermus, and Thermofilum. A gene (CL1_0884) encoding a putative CDase from Thermococcus sp. CL1 (tccd) was cloned and expressed in Escherichia coli. TcCD was confirmed to be highly thermostable, with optimal activity at $85^{\circ}C$. The melting temperature of TcCD was determined to be $93^{\circ}C$ by both differential scanning calorimetry and differential scanning fluorimetry. A size-exclusion chromatography experiment showed that TcCD exists as a monomer. TcCD preferentially hydrolyzed ${\alpha}$-cyclodextrin (${\alpha}$-CD), and at the initial stage catalyzed a ring-opening reaction by cleaving one ${\alpha}$-1,4-glycosidic linkage of the CD ring to produce the corresponding single maltooligosaccharide. Furthermore, TcCD could hydrolyze branched CDs (G1-${\alpha}$-CD, G1-${\beta}$-CD, and G2-${\beta}$-CD) to yield significant amounts (45%, 40%, and 46%) of isomaltooligosaccharides (panose and $6^2$-${\alpha}$-maltosylmaltose) in addition to glucose and maltose. This enzyme is one of the most thermostable maltogenic amylases reported, and might be of potential value in the production of isomaltooligosaccharides in the food industry.

• 한국식품영양과학회지
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• 제29권1호
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• pp.41-48
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• 2000

김치 시료로부터 자동산화되지 않으며 열 및 중성 pH에서 안정한 AA 유도체인 AA-2G를 생산할 수 있는 당전이활성을 가진 CGTase 생산균주를 분리하였고, 분리균주의 형태학적, 배양학적, 생리학적 성질 및 16s-rDNA sequences를 조사한 결과 그람 양서의 간균으로 호기성이며 내생포자를 형성하는 전형적인 중온성 Bacillus sp. JK-43으로 동정되었다. Bacillus sp. JK-43의 CGTase는 AA-2G 뿐만 아니라 AA-6G로 추정되는 물질을 함께 생산하였으며, 효소 최적생산조건은 1.0% soluble starch, 1.0% yeast extract, 1.0% $Na_2CO_3\;0.1%\;K_2HPO_4,\;그리고\;0.02%\;MgSO_4{\cdot}7H_2O$가 함유된 배지에서 pH 7.0, $37^{\circ}C$에서 26시간 동안 진탕배양하였을 때였다. 각종 당공여채에 따른 Bacillus sp. JK-43의 AA-2G 생산성을 조사한 결과 ${\beta}-CD$에서 가장 높은 AA-2G 생산성을 보였으며, 식혜제도페액인 엿기름 및 밥당화액에서도 비교적 높은 AA-2G 생산성을 보였다. 또한 여러 가지 당수용체에 대한 JK-43의 CGTase의 당전이 반응을 검토한 결과 sucrose, mannitol 및 inositol에서 높은 당전이 수율인 70~90%를 나타내었다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 2020

초임계 용액 급속팽창법(rapid expansion of supercritical solution, RESS)으로 몰시도민(molsidomine, MOL) 약물이 로딩 된 퍼아세틸-β-사이클로덱스트린(PAc-β-CD) 나노 입자를 제조하였다. 입자는 초임계 용액을 공기 중으로 급속하게 팽창시켜 제조하였다. MOL과 PAc-β-CD (0.5, 1 wt%)의 농도, 추출 온도(45 ~ 60 ℃), 모세관 노즐의 길이(5 ~ 20 mm) 및 내경(Inner diameter, ID) (50 ~ 150 μm), 그리고 분사 거리의 변화에 따라 형성된 입자의 크기와 모폴로지를 조사하였다. MOL과 PAc-β-CD의 상호작용을 ¹H-NMR 분광법으로 확인하였고, 입자 크기는 주사 전자 현미경으로 측정하였다. 온도를 45 ℃에서 60 ℃로 올리거나 노즐 내경을 150 μm에서 50 μm로 줄이면 입자 평균 크기가 증가하였으며, 반면에 일정한 압력(34.5 MPa)과 온도(45 ℃)에서 분사 거리를 늘리면 입자 평균 크기가 감소하는 효과를 나타내었다. 0.5 wt%의 PAc-β-CD 농도로서 초임계 공정을 진행한 결과, 모세관의 길이가 짧고(5 mm) 내경이 작은(50 μm) 조건에서 크기가 가장 작은(165 nm) 입자가 얻어졌다. 제조한 나노 입자는 오일 내에서 분산성과 용해도가 증가하였으며, 포접체 입자에서 MOL이 방출되는 시간이 지연되는 것을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제44권2호
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• pp.171-181
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• 2018

제니스테인(genistein)은 대두에서 추출한 대표적인 이소 플라본 화합물 중 하나이며 노화 방지 및 항염증 활성 효과에 대한 연구가 많이 이뤄졌다. 그러나 제니스테인은 유기용매에 높은 용해도를 보일지라도 물에 대한 수용성은 매우 낮아 생체이용률이 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 제니스테인의 수용성과 안정성이 크게 향상된 제니스테인 cyclodextrin 포접체(genistein CD complex)를 제니스테인과 직접 비교 분석하고자 하였다. 우선 세포독성 실험을 위해 RAW264.7 대식세포를 대상으로 CCK-8 assay를 시행하였고, 제니스테인 및 제니스테인 cyclodextrin 포접체 모두 $10{\mu}g/mL$ 농도부터 세포독성이 나타나 최대 농도는 $10{\mu}g/mL$로 설정하고 실험을 진행하였다. LPS에 의해 활성화 된 RAW264.7 세포에서 NO(nitric oxide) 생성 및 iNOS mRNA 발현을 관찰한 결과 제니스테인 CD 포접체가 제니스테인 자체 보다 더 효과적으로 억제하였다. 또한 $IL1-{\alpha}$, $IL1-{\beta}$, IL-6 및 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인의 mRNA 발현이 농도 의존적으로 감소됨을 확인하였다. 이 뿐 아니라 인간 각질형성세포인 HaCaT 세포를 이용해 TEER 및 피부장벽 강화 효과를 관찰한 결과 제니스테인 CD 포접체 처리군에서 TEER이 농도 의존적으로 증가되었고, 세포 이동 실험에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 제니스테인 CD 포접체에 대한 피부 재생 및 장벽 강화에 관한 임상 연구등이 수행된다면, 효과적인 아토피 피부염 또는 피부장벽 개선 기능성 화장품 원료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제2권2호
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• pp.85-91
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• 1992

The intestinal microflora of humans is an extraordinarily complex mixture of microorganisms, the majority of which are anaerobic microorganisms. The distribution of amylolytic microorganisms in the human large intestinal tract was investigated in various individuals of differing ages using anaerobic culture techniques. A large percentage of the amylolytic microorganisms present belonged to the Genus Bifidobacteria. The number of Bifidobacteria increased significantly at two years of age. Adults and children above 2 years old carried about $0.8{\times}10^9-2.0{\times}10^{10}$ colony forming units (CFU/gram) of amylolytic Bifidobacteria. Among these amylolytic Bifidobacteria, Int-57 was chosen for further studies. Between 65% and 85% of the amylase produced was secreted and the remaining amylase was bound to the cell wall facing the outside. Amylase production could be induced by starch in a stable form. When cells were grown on maltose or glucose, amylase production was much lower than on starch and amylase activity disappeared after 24 hours growth on these media. Partially purified enzymes showed optimum activity at a temperature of $50^{\circ}C$ and at an optimum pH of 5.5, respectively. Heat treatment at $70^{\circ}C$ for 30 minutes almost completely inactivated amylase. The hydrolysis products of starch were mainly maltose and maltotriose. Soluble starch, amylose, amylopectin, and $\gamma$-cyclodextrin($\gamma$-CD) were easily hydrolyzed. The rate of hydrolysis of $\alpha$-CD and $\beta$-CD was slower than that of $\gamma$-CD. Carboxymethyl cellulose, $\beta$-1, 3-glucan and inulin were not hydrolyzed.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권3호
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• pp.357-366
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• 2019

We first confirmed the involvement of MalQ (4-${\alpha}$-glucanotransferase) in Escherichia coli glycogen breakdown by both in vitro and in vivo assays. In vivo tests of the knock-out mutant, ${\Delta}malQ$, showed that glycogen slowly decreased after the stationary phase compared to the wild-type strain, indicating the involvement of MalQ in glycogen degradation. In vitro assays incubated glycogen-mimic substrate, branched cyclodextrin (maltotetraosyl-${\beta}$-CD: G4-${\beta}$-CD) and glycogen phosphorylase (GlgP)-limit dextrin with a set of variable combinations of E. coli enzymes, including GlgX (debranching enzyme), MalP (maltodextrin phosphorylase), GlgP and MalQ. In the absence of GlgP, the reaction of MalP, GlgX and MalQ on substrates produced glucose-1-P (glc-1-P) 3-fold faster than without MalQ. The results revealed that MalQ led to disproportionate G4 released from GlgP-limit dextrin to another acceptor, G4, which is phosphorylated by MalP. In contrast, in the absence of MalP, the reaction of GlgX, GlgP and MalQ resulted in a 1.6-fold increased production of glc-1-P than without MalQ. The result indicated that the G4-branch chains of GlgP-limit dextrin are released by GlgX hydrolysis, and then MalQ transfers the resultant G4 either to another branch chain or another G4 that can immediately be phosphorylated into glc-1-P by GlgP. Thus, we propose a model of two possible MalQ-involved pathways in glycogen degradation. The operon structure of MalP-defecting enterobacteria strongly supports the involvement of MalQ and GlgP as alternative pathways in glycogen degradation.

• 생명과학회지
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• 제8권5호
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• pp.497-503
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• 1998

GTase와 CDase를 함께 분비$\cdot$생산하는 B. stearother-mophilus KJl6 균주의 CDase를 ammonium sulfate 침전, DBAE-cellulose, Sephadex G-100 column chromatogra-phy, 및 FPLC로 수율 7%, 비활성 12.4 units/mg, 정제도 87.6배로 정제된 CDase를 얻었으며 SDS-PAGE 상 단일 band를 확인하였다. 정제된 CDase의 분자량은 약 68,000 dalton 이었고 활성 최적 pH와 온도는 6.0와 55$^{\circ}C$였다. pH 안정성은 5.5~8.5의 범위에서 비교적 안정하였으며, 온도 안정성은 5$0^{\circ}C$에서 2시간까지는 안정하였고, 7$0^{\circ}C$에서 1시간 전처리하여도 80% 이상의 잔존활성을 나타내었다. 효소 활성은 $Cu^{+2}$와 $Hg^{+2}$와 같은 금속이온과 p-chlorome-rcuribenzoate, N-bromosuccinimide, mercaptoethanol, dithiothreitol에 의해서 효소활성이 강하게 저해되었다. 기질에 대한 반응 특이성은 $\gamma$ -CD를 가장 잘 분해하였으며, 그 외에 soluble starch나 amylose, amylopectin 등의 기질도 잘 분해하나 이들의 분해속도는 $\gamma$-CD에 비해서는 늦었다. 이들 기질의 최종 분해산물은 maltose였으며, maltose는 거의 분해되지 않았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권5호
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• pp.323-328
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• 1997

The recombinant Escherichia coli BL21(DE3)pLysE : pTCGT1 was grown to overproduce Bacillus macerans cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) able to synthesize ${\alpha}$-cyclodextrin (CD) with a selectivity of 67%. A number of batch fermentations were performed to test the possibility of using lactose as an inducer of the E. coli T7 promoter system. A mixture of isopropyl ${\beta}$-D-thiogalactoside (IPTG) and lactose (1 : 1) gave a maximum CGTase activity of 2.4 U/ml, which was higher than the value obtained with induction by IPTG alone. Fed-batch fermentations involving a glucose-controlled growth period followed by a gene-expression phase with mixtures of IPTG and lactose were employed to achieve high cell density and thereby increase total CGTase activity. Optimized fed-batch fermentation using the modified inducer (IPTG : lactose=1 : 3) and 100 g/l yeast extract solution in the gene-expression phase resulted in a maximum CGTase activity of 62.9 U/ml and a final cell mass of 53.5 g/l, corresponding to a 31-fold increase in CGTase activity and a 29-fold increase in cell mass compared with the control batch fermentation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권4호
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• pp.391-397
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• 2013

본 연구에서 584개의 아미노산(68.7 kDa)으로 구성된 cyclomaltodextrinase (LLCD)의 유전자를 Lactococcus lactis subsp. lactis KCTC 3769 (ATCC 19435)로부터 클로닝하였다. LLCD는 일반적인 CDase 계열 효소들과 약 40% 전후의 아미노산 서열 상동성을 나타내었다. C-말단에 6개의 히스티딘 잔기를 가진 재조합 효소는 dimer의 형태로 대장균에서 발현되고 정제되었다. LLCD는 pH 7.0 및 $37^{\circ}C$에서 최대의 ${\beta}$-CD 가수분해 활성을 나타내었다. 특히, 이 효소는 starch 및 pullulan에 대해 극히 낮은 활성을 보였으나, 반면에 CD에 대한 가수분해 활성은 starch에 비해 약 80배 이상 높았다. 이처럼 높은 CD에 대한 활성을 근거로 LLCD는 CDase 계열 효소로 분류될 수 있으나, starch, pullulan, 그리고 acarbose에 대한 매우 낮은 활성은 다른 유사효소와 비교하여 차별화되는 특징이다.

• 한국식품과학회지
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• 제25권6호
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• pp.602-607
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• 1993

본 실험에서는 토양에서 분리한 호알카리성 Bacillus sp. 유래의 cyclodextrin glycosyltransferase(CGTase)를 이용하여 전분을 기질로 하였을 때 CD의 생산에 미치는 여러 조건을 고찰하였다. CD의 초기생성속도를 최대로 하는 기질의 최적 dextrose equivalent(DE)값은 10.5이었고 이로부터 CD 생산반응인 cyclization에 필요한 기질의 최적 DE값이 존재함을 알았다. 온도가 증가할수록 CGTase의 활성도는 급격히 감소하였지만 CD 생산속도와 수율은 온도에 따라 증가하였다. 이는 CD 생산반응중 CGTase는 기질과 결합하여 열에 대해 안정성이 증가하기 때문인 것으로 생각된다.