• 제목/요약/키워드: ${\beta}$-glucanase

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색소기질을 이용한 Bacillus subtilis의 $\beta$-glucanase 정제 (Purification of $\beta$-glucanase from Bacillus subtilis Using Chromogenic Substrate)

  • 이성택;양진오;정안식
    • 미생물학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.223-229
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    • 1988
  • 토양에서 분리 동정한 Bacillus subtilis K-4-3를 $\beta$-glucanase생산을 위하여 발효조를 사용한 결과 flask내 배양보다 배양 시간을 단축하였고 높은 역가의 조효소액을 얻을 수 있었다. 배양여액으로부터 균체의 $\beta$-glucanase는 색소에 접합된 변형기질을 이용하여 ammonium sulfate, fractionation Sephadex G-100 gel filtration, DEAE-Sphacel ion exchange chromotography의 순으로 정제하였으며, 정제효소는 15배로 정제되어 비활성이 25.7 unit/mg이였으며, 수율은 4.2%이였다. 본 효소의 일반적 특성을 검토한 결과 정제효소는 $50^{\circ}C$에서 최적반응을 나타내었고 그 활성은 $50^{\circ}C$에서 30분간 열처리에도 안정하였다. 효소의 최적 pH는 7.0 부근이었고 금속이온의 영향으로는 $Fe^{3+}$에 의해 강하게 저해받았고 $Li^{+1}$에 의해 약간 활성화 되였다. 분자량은 SDS 전기영동에 의해 17,000.으로 추정되었으며 monomer였다. 또한 본 효소에 의한 분해산불을 TLC로 관찰한 결과 2탄당, 3탄당 빛 4탄당으로 추정되는 분해산물을 얻을 수 았었으나 최종산물인 glucose는 얻을 수 없었다.

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발아조건별 당화용 엿기름의 분해효소 활성도 (Activities of Hydrolytic Enzymes in Barley Malts Prepared under Different Germination Conditions)

  • 목철균;이영택
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제42권4호
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    • pp.324-329
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    • 1999
  • 엿기름의 적정 제조조건을 설정하기 위하여 발아조건를 달리하여 제조한 엿기름의 ${\beta}-glucanase$, ${\alpha}-amylase$${\beta}-amylase$의 활성을 조사하였다. 보리는 발아가 진행됨에 따라 ${\beta}-glucanase$의 활성이 증가하였으며, 이로 인해 세포벽의 주요 구성다당류인 ${\beta}-glucan$이 분해되어 감소하였다. ${\beta}-Glucanase$ 활성은 $15^{\circ}C$의 발아온도에 비해 $18^{\circ}C$$21^{\circ}C$에서 발아초기에 급격히 증가하였으며 발아 6일경에는 최고값에 달하였다. 6조보리인 올보리의 ${\beta}-glucanase$ 활성이 2조보리인 진양보리에 비해 높게 나타났다. 올보리의 ${\alpha}-amylase$ 활성 역시 진양보리에 비해 현저히 높았으며 6일간의 발아일수에서 증가하는 경향이 있었다. 발아보리의 ${\alpha}-amylase$ 활성은 발아온도 $15^{\circ}C$에서 가장 낮았고 $18^{\circ}C$에서 가장 높았으며 $21^{\circ}C$에서는 약간 감소하였다. ${\beta}-Amylase$는 원맥에서 상당한 활성이 있었으며 발아과정중에 지속적으로 증가하는 경향을 보였다. $15^{\circ}C$에 비해 $18^{\circ}C$$21^{\circ}C$에서 발아일수에 따른 ${\beta}-amylase$ 활성의 증가폭이 컸으며 발아 5일 이후부터는 효소활성도에 있어서 크게 변화를 보이지 않았다. 엿기름의 당화력(diastatic power)은 올보리가 진양보리에 비해 $1.4{\sim}1.9$배 정도 높았으며 $18^{\circ}C$에서 $5{\sim}6$일의 발아가 당화력이 가장 우수한 것으로 나타나 발아조건으로서 적합한 것으로 제시되었다.

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$Chitinase/{\beta}-1,3-glucanase$ 활성 동시보유 벼잎단백질 분획의 성질 (Extraction and fractionation of proteins haying both chitinase and ${\beta}-1,3-glucanase$ canase activities from rice leaves)

  • 엄성연;김수일
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제36권5호
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    • pp.370-375
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    • 1993
  • 벼잎의 산성 buffer(pH 2.8) 추출 조효소는 5개의 전기영동 band들이 PR protein으로 알려진 chitinase와 ${\beta}-1,3-glucanase$의 효소활성을 보유하고 있는 것으로 나타났다. 조효소는 DEAE-cellulose 및 chitin affinity chromatography로 염기성 및 산성 효소군으로 분획되었으며, 이들은 두 효소활성이외에도 lysozyme 활성을 보유하고 있었다. 분자량이 $14.3{\sim}66.0\;kd$ 범위인 이 두 효소군이 보유한 각 효소활성의 최적 pH와 온도를 조사해본 결과,${\beta}-1,3-glucanase$는 각각 pH 5와 $60^{\circ}C$로 동일하였으나, chitinase는 염기성 효소군에서 pH 4와 $50^{\circ}C$, 산성 효소군에서는 pH 3와 $60^{\circ}C$으로 다르게 나타나서, 전기영동 양상과 더불어 서로 상이한 효소분획인 것으로 추정되었다.

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Pyrococcus furiosus의 β-1,3-glucanase를 처리한 laminarin 분해 산물을 이용한 바이오 에탄올의 생산 (Application of β-1,3-Glucanase from Pyrococcus furiosus for Ethanol Production using Laminarin)

  • 김동균;김은영;김유리;김중균;이한승;공인수
    • 생명과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.68-73
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    • 2011
  • 갈조류 유래의 다당류인 laminarin을 기질로써 호열성 미생물인 Pyrococcus furiosus의 $\beta$-1,3-glucanase와 반응 시킨 뒤, 분해산물을 yeast를 이용한 알코올 발효과정을 통하여 에탄올을 생산하고자 하는 연구를 수행하였다. 33 kDa (297 a.a, 894 bp)의 재조합 $\beta$-1,3-glucanase를 대장균에게 발현 후 순수하게 정제 하였으며, 정제한 $\beta$-1,3-glucanase와 laminarin을 반응시킨 결과 단당을 포함하여 oligo당 형태로 분해됨을 TLC와 HPLC로써 확인하였다. 그리고 이러한 분해산물을 에탄올 생산 배지의 유일한 탄소원으로써 첨가하여 yeast를 배양한 결과 48시간뒤에는 세포 외로 최소 0.3%의 알코올을 생산함을 gas chromatography로써 확인하였다. 따라서 $\beta$-1,3-glucanase와 laminarin의 최적 분해반응 및 yeast의 최적 알코올 발효 조건을 확립한다면 본 연구의 방법을 이용한 해조류로부터의 bio-ethanol의 생산을 성공적으로 수행 할 수 있으리라고 판단된다.

산란계 사료에 \beta-Glucanase 첨가가 보리의 이용성에 미치는 효과 (Effects of the Addition of \beta-Glucanase to Barley-based Layer Diet)

  • 이정호;이규호;이영철;오상집
    • 한국가금학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.195-205
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    • 1994
  • Effects of the addition of \beta-glucanase to barley-based layer diets were examined by feeding 200 Leghorn layers with corn-based (Control) and \beta-glucanase supplemented diets (Barley+ Enzyme). The results obtained are sumrrarized as follows. 1. There were no siginificant (P>0.05) differences in hen-day egg production(%) and average egg weight between two treatments, indicating that the \beta-glucanase supplemented barley could successfully replace the commonly used corn in the layer diets. 2. Although there was no statistical difference (P>0.05) between two treatments, the daily feed consumption was numerically high in layers fed the barly diet compared to the corn-based diet. 3. Availabilities of crude fat and crude fiber of the barley diet were significantly poor (P<0.05) as compared to corn diet. 4. The \beta-glucarase supplementation depressed the viscosity of barley diets and excreta from therm. 5. Both serum and egg yolk cholesterol were not significantly affected by the addition of \beta-glucarase in the barley based diet. Our data indicate that the barley grain supplemented with \beta-glucarase can be sucessfully used as an energy source of layer diet when there is a price advantage. Although some possibilities to produce low cholesterol egg were recognized in this study, further studies pertaining to long-term feeding experiment and elucidaton of the metabolic interrelationship between serum and yolk cholesterol, are required to confirm the result.

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재배환경(栽培環境)이 맥주맥(麥酒麥)의 ${\beta}-Glucan$ 함량(含量)과 ${\beta}-Glucanase$ 활성(活性)에 미치는 영향(影響) (Effect of Cultural Environments on ${\beta}-Glucan$ Contents and ${\beta}-Glucanase$ Activities on Malting Barley Varieties)

  • 김원일;장현세;박노동;김광식
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제29권3호
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    • pp.266-272
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    • 1986
  • 맥주맥(麥灌麥) 장려품종의 원맥(原麥)과 맥아(麥芽)에서 수용성(水溶性) ${\beta}-glucan$함량(含量)은 각각(各各) $1.4{\sim}4.0%$$0.3{\sim}0.6%$범위(範圍)였다. 원맥(原麥)의 ${\beta}-glucan$함량(含豊)은 품종(品種), 재배지역(載培地域) 및 질소질비료(窒素質肥料) 수준(水準)의 영향(影響)을 많이 받는 것으로 나타났다. 원맥(原麥)의 ${\beta}-glucan$함량(含量)은 점도(粘度)와 고도(高度)의 정(正)의 관(關)을 보였으며 , 단백질함량(蛋白質含量)과 total gum함량(會量)에 대(對)하여는 각각(各各) 부(負)의 상관(相關)을 나타내었다. 맥아(麥芽)의 ${\beta}-glucanase$활성(活性)은 점도감소(粘度減少)의 상대시간(相對時間)으로 표시(標示)할 때 $11.0{\sim}20.0$초(秒)였으며, 품종(品種), 재배지역(栽培地域) 및 질소비료(室素肥料) 수준(水準)의 영향(影響)을 많이 받았으며, 제맥아중(製麥芽中) ${\beta}-glucanase$활성(活性)은 제6일(第6日)째 이후(以後)부터 최고수준(最高水準)을 유지하였다. 맥아(麥芽) ${\beta}-glucanase$활성(活性)은 맥아(麥芽)의 잔존(殘存) ${\beta}-glucan$함량(含量)과 부상관(負相關)을 추출수량(抽出收量)과는 정상관(正相關)을 보였다. 맥아(麥芽)의 단백질함량(蛋白質含豊)은 추출수량(抽出收量)과 부상관(負相關)을, 효소력가(酵素力價)와 정상관(正相關)을 보였다.

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Bacillus subtilis와 Bacillus megaterium에서의 $\beta$-1,3-glucanase 유전자의 발현 (Expression of a $\beta$-1,3-Glucanase Gene from Bacillus circulans in B. subtilis and B. megaterium)

  • 김기훈;김지연;김한복;이동석
    • 미생물학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.253-258
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    • 2001
  • Bacillus circulans KCT3004 기원의 $\beta$-1,3-glucanase 유전자를 함유한 재조합 플라스미드 pLM460과 pUB110을 이용하여 shuttle 플라스미드 pMLS1180을 제작하고 Bacillus 세포에 이동.발현시켰다. pLMS1180으로 형질전환된 B. subtilis와 B. megaterium은 효율적으로 $\beta$-1,3-glucanase를 생산하였고, 이 효소들은 세포의 증식과 비례하여 생산되었다. 형질전환체가 생산하는 $\beta$-1,3-glucanase의 최대 활성을 유전자 공여 균주인 B. circulans와 비교하여 보니, B. subtilis는 14배, B. megaterium은 5배 정도의 높은 활성을 나타내었다. 그리고 대장균 형질전환체는 분비율이 7% 정도인데 반하여 B. subtilis 형질전환체는 생산된 효소를 전부, B. megaterium 형질전환체는 약 97%를 세포 외로 분비하는 것을 알 수 있었다. SDS-PAGE를 통해 대장균과 B. subtilis, B. megaterium에서 발현된 효소의 분자량을 분석해 보니 약 38,000으로 추정되었다. 또한, 이들 형질전환체가 생산하는 $\beta$-1,3-glucanase는 laminarin에 작용하여 주된 산물로서 laminaribiose (G2), laminaritriose (G3) 이상의 다양한 laminarioligosaccharide들을 생산함이 확인되었다. pLMS1180의 각 숙주 내에서이 안정성을 살펴본 결과 B.megaterium에서는 88%, 대장균에서는 75%, B. subtilis에서는 48%로 나타났다.

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대두(Glycine max) protoplast의 세포벽재생에 대한 benzyladenine의 영향 (Effects of benzyladenine on the cell wall regeneration of soybean(Glycine max) protoplasts)

  • 류기중;박창규
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제35권6호
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    • pp.507-512
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    • 1992
  • 대두(Glycine max)의 ${\beta}$-1,3-glucanase를 분리동정하고 benzyladenine(BA)이 이 효소의 세포내 함량과 활동도에 미치는 영향을 조사하였다. 또 세포벽의 callose함량과 protoplast의 세포벽재생에 미치는 BA의 영향을 조사하여, cytokinin이 식물의 세포벽재생을 촉진하는 기능이 있음을 확인하고 세포벽재생에 있어서 cytokinin의 작용기구를 검토하였다. 대두 ${\beta}-1,3-glucanase$는 21 kD의 polypeptide로 동정되었는데 이 polypeptide의 세포내함량과 효소활성은 BA처리에 의하여 저하되었다. 그리고 callus세포벽의 callose함량과 protoplast의 세포벽재생율이 BA처리에 의하여 증가되었다. 이 결과들은 cytokinin이 세포의 ${\beta}-1,3-glucanase$수준을 저하시켜 callose분해를 억제함으로써 세포벽 재생을 촉진할 수 있음을 보여주었다.

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재조합 균주 Escherichia coli (pLL200K)가 생산하는 Bacillus circulans endo-$\beta$-1,3-1,4-glucanase의 정제 및 특성 (Purification and Characterization of an Endo-$\beta$-1,3-1,4-Glucanase from Escherichia coli(pLL200K))

  • 김지연
    • 미생물학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.241-246
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    • 2002
  • Bacillus circulans의 endo-$\beta$-1,3-1,4-glucanase유전자를 발현 vector pQE30에 삽입시키고 E. coli Ml5에서 발현시켜 효소를 생산.정제하였다. 생산된 endo-$\beta$-1,3-1,4-glucanase는 nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) metal-affinity chromatography 과정을 거쳐 단일 단백질로 정제되었다. 정제된 효소의 분자량은 SDS-PAGE 전기영동법으로는 28 kDa이었다. 효소 최적 활성 pH와 온도는 각각 pH 6.8과 $60^{\circ}C$였다. 이 효소는 pH 5.5~7.5와$55^{\circ}C$ 이하의 온도에서 안정하였다. 또한 본 효소는 여러 가지 금속 이온에 의해 대부분의 활성이 억제되었고, 특히 $Hg^{2+}$에서는 강하게 효소 활성이 저해됨을 보였다. 유기 용매에 대한 활성은 10%의 methanol이나 ethanol, isopropanol, 1-butanol 에 대하여 모두 낮은 활성을 나타내었다.

Cloning of a Paenibacillus sp. Endo-${\circ}$-1,4-Glucanase Gene and Its Coexpression with the Endomyces fibuliger ${\circ}$-Glucosidase Gene in Saccharomyces cerevisiae

  • KIM, HYUNJIN;JI-YOUNG YANG;HYEON-GYU LEE;JAEHO, CHA
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제11권4호
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    • pp.685-692
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    • 2001
  • A gene, Egl, from Paenibacillus sp. KCTC 8848P encoding endo-${\circ}$-1,4-glucanase was cloned and expressed in Escherichia coli. It consisted of an open reading frame of 1,191 bp for a protein that consisted of 397 amino acids with a molecular weight of 44,539 Da. The deduced amino acid sequence of the endo-${\circ}$-1,4-glucanase gene had a 94% similarity to the endo-$\beta$-1,4-glucanase of Bacillus polymyxa. The Egl gene was also expressed in Saccharomyces cerevisiae secreting Endomyces fibuliger $\beta$-glucosidase (BGL1) under the control of the alcohol dehydrogenase (ADC1) gene promoter, S. cerevisiae transformant producing both endo-${\circ}$-1,4-glucanase and ${\circ}$-glucosidase grew on carboxymethyl cellulose as the sole carbon source.

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