• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제19권10호
• /
• pp.1201-1205
• /
• 2009

Corn starches with different amylose contents were enzymatically modified using Thermus aquaticus 4-$\alpha$-glucanotransferase ($TA{\alpha}GTase$). Upon the enzyme treatment, the chain-length distributions of isoamylolytically debranched products became broader [degree of polymerization (DP): 3-40] than those of untreated corn starches. In addition, a variety of cycloamyloses (CAs) with different sizes were formed by the glucanotransfer activity of $TA{\alpha}GTase$. CAs with DP 5-40 were detectable in all of the $TA{\alpha}GTase$-treated corn starches. From the results of high-performance anion-exchange chromatography and high-performance size-exclusion chromatography analyses, it was suggested that the amount of CAs produced by the enzyme treatment increased as the amylose content of the starches increased. Thus, we concluded that the extent of modification of starch molecules was enhanced in proportion to amylose content by the transfer activity of $TA{\alpha}GTase$. This finding could be useful for developing an efficient process of CA production using this enzyme.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.293-297
• /
• 2002

효모 S. cerevisiae에서 B. stearothermophilus 유래의 CGTase를 발현 생산하였으며, 분비, 생산된 단백질을 정제하여 그 특성을 조사하였다. 재조합 효모 S. cerevisiae 2805/pVT- CGTS가 생산하는 CGTase의 분자량은 효모에서 발현될 때 고당쇄가 부가되어 야생형의 68kDa에 비해 15-160% 증가된 약 78-178 kDa으로 나타났다. 효모 S. cerevisiae에서 발현된 CGTase의 효소반응 최적활성조건은 pH7.0, $65^{\circ}C$였고, 열안정성에 있어서 $75^{\circ}C$에서 약 90%의 잔존활성을 가질 정도로 내열성이 개선되었다. 효모 S. cerevisiae에서 발현된 CGTase는 5% soluble starch를 기질로 약 40.2%의 CD 전환율 및 3 : 6 : 1의 $\alpha$-, $\beta$-, ${\gamma}$-CD의 생산 비율을 나타내어 야생형과 별다른 변화가 없었다.

• KSBB Journal
• /
• 제16권2호
• /
• pp.128-132
• /
• 2001

발효 배양액으로부터 균체를 제거한 후에 전분파의 흡착성 을 증가시켜주기 위하여 ammonium sulface 25% (w/v), 반응 2시간 정도면 95% 이상의 효소가 전분(힐반전분 1%, wfv)에 홉착됨올 일 수 있었다. 효소 흡착인 경우 일반전분(옥수수 전분)이 흡착율 95% 이상으로 가장 효과적이며 탈착의 경우 (탈착용액 : 증류수)에는 산화천분이 1 회 68%로 가장 효과적이었다. 또한 효소의 홉착 및 탈착에 사용되는 전분익 농도 는 효소 역가 205 U/mL 기준으로 1 % (v/v) 정도면 효소의 흡착 및 탈착에 적당하였다. 효소 흡착외 경우 $4^{circ}C$, 정도에서, 탈착의 경우 온도 $50^{circ}C$, 와 pH 8.0에서 효과적이었다 탈착 용액으로 Iris-buffer가 탈착율 98%로 가장 효과적이었다. 또한 발효배양액으토부터 균체외 제거단계의 유무에 관계없이 전분의 흡착율과 탈착율은 유사하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.370-378
• /
• 1989

토양으로부터 역가높은 CGTase를 분비하는 호알칼리성 미생물을 분리하였으며, 동정 결과 Bacillus circulans로 판정되었다. 배양액 중의 CGTase를 ammonium sulfate 침전, DEAE-Sephadex 그리고 Sephadex G-100 column chromatography로 분리, 정제하여 단일 단백질 band를 얻었다. 정제된 CGTase의 분자량은 약 93,000, 최적 pH와 온도는 6.0, $50^{\circ}C$였으며, pH와 온도안정성은 5.5-11, $65^{\circ}C$까지였다. Soluble starch를 기질로 할 때의 $V_{max}$ 와 $K_{m}$ 값은 각각 0.16$\mu$mole $\beta$-CD/min, 14.3mg soluble starch/mi이였고 24시간 반응액의 $\alpha$-：$\beta$-:${\gamma}$-CD 의 생성비율은 1：8.1：1.9로서 $\beta$-CD를 우선적으로 합성하였다. 기질로 glucose와 maltose를 사용하였을 때 CD합성작용이 없었으며, sweet potato 그리고 cornstarch를 사용하였을 때 가장 높은 CD합성작용을 보였다. 어느 수준 이상의 과다한 CGTase 첨가경우에는 $\alpha$-CD생성이 급격히 증가하였다. 또한 정제된 CGTase는 stevioside에로의 당전이성을 갖고 있었다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
• /
• 제3권2호
• /
• pp.78-81
• /
• 1998

Cyclodextrin glucanotransferase [CGTase, E.C.2.4.1.19] is an extracellular enzyme, which catalyzes he formation of ${\alpha}$-, ${\beta}$-, ${\gamma}$- CDs from starch. Their proportions of formations depend on enzyme sources and reaction conditions. To understand what determines the product specificity of CGTases, we examined the alteration of product specificity of CGTase from Bacillus macerans by organic solvent sand pH. At acidic pH range less than pH 6 where the enzyme was unstable, the ratio of ${\alpha}$-/ ${\beta}$-CD production was increased 4 times more than that at neutral pH range. As we increased the concentration of 2-butanol, ${\alpha}$-/ ${\beta}$-CD ratio was proportionally increased but / ratio remained constant. The ${\alpha}$-/ ${\beta}$-CD ratio of products was increased in the reaction media which yielded low products.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.442-449
• /
• 1998

CGTase를 이용한 당전이 xylitol의 합성과 당전이 xylitol의 비피더스균 생육증식 효과에 대한 연구를 수행하였다. 수종의 세균류가 분비하는 CGTase의 xylitol에 대한 당전이능을 비교하였으며, Thermoanaerobacter sp. 유래의 CGTase가 가장 우수한 당전이능을 보였다. 각종 당공여체를 검토한 결과 압출전분이 가장 우수한 결과를 보였으며, 당전이 효소반응의 최적 조건을 검토하였다. 생성된 당전이 xylitol을 활성탄-셀라이트 칼럼 크로마토그래피를 이용하여 분리하여 두 개의 fraction인 F-I, F-II를 얻었다. 이들의 당쇄결합 양상을 FAB mass spectrometer와 $^{13}$C-NMR spectrometer, 그리고 glucoamylase을 이용한 효소소화법을 이용하여 분석한 결과 xylitol에 glucose와 maltose 분자가 $\alpha$-1,4 결합되어 있는 것으로 유추되었다. 얻어진 당전이 xylitol은 xylitol과는 달리 Bifidobacterium breve에 대한 생육촉진효과를 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.368-376
• /
• 2003

AA를 AA-2G로 전환하는 CGTase를 고정화하여 AA-2G 대량 생산의 가능성을 고찰한 결과, CNBr-sepharose 4B가 가장 효과적인 담체로 판명되었고, CGTase의 고정화 최적 조건과 고정화 CGTase에 의한 AA-2G 생산의 최적조건 및 재사용성을 검토하였다. 최적 고정화 조건은 효소량 24,000 units/g resin으로 9시간 반응하여 약 18,000 units/g resin의 최고 고정화율을 얻을 수 있으며, pH 5.0(50 mM sodium citrate buffer)용액에 12% AA-Na와 8% soluble starch를 기질로 하여 800 units/ml의 고정화 CGTase를 첨가한 후 $37^{\circ}C$에서 100 rpm으로 교반하면서 25시간 반응하여 약 18 mM의 AA-2G 최고량을 얻을 수 있었다. 또한 0.015 mM의 $CaCl_2$를 첨가하여 고정화 CGTase의 재사용성을 관찰한 결과, 5회까지 50% 이상의 AA-2G 생산율로서 그 가능성을 입증할 수 있었다. 그리고 효소의 재사용성이란 측면에서, 본 고정화의 다른 한 방법인 ultrafiltration(한외 여과)에 의해서는 Millipore사의 YM 10 membrane을 이용하여 먼저 단백질량과 효소 활성 변화를 측정하여 그 가능성을 확보할 수 있었으며, 기질 20 ml을 사용하여 AA-2G를 생성시킨 후, 한외여과에 의해 효소만을 회수하여 연속 반응해 본 결과 8회까지 50%의 생성률을 유지하였다. 따라서 한외 여과는 CNBr-sepharose 4B와 함께 효율적인 고정화의 한 방법으로 판명되었으며, 앞으로 이들 고정화 효소를 이용한 연속 반응 시스템의 구축이 뒤따라야 할 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.252-258
• /
• 1994

Transglycosylation of stevioside in the attrition coupled heterogeneous reaction system using raw starch as a glycosyl donor has significant advantages over conventional reaction systems using liquefied starch as a donor. The transglycosylation of stevioside under the presence of organic solvent showed that transglycosylation reaction occurs via two steps ; initially from raw starch to cyclodextrin(CD), and then followed by transglycosylation of produced CD. Comparison of the transglycosylation efficiency of c$\alpha $-, $\beta $, $\gamma $-CDs indicated that $\alpha $-, $\beta $-CD are mainly utilized as a glycosyl donor for following reaction. The reaction mechanism of transglycosylation between stevioside and CD proceeded according to random sequential bireactant mechanism. The equilibrium constant of transglycosylation reaction of cyclodextrin glucanotransferase wase also evaluated. The structure of transglycosylated stevioside was confirmed by TLC, and it was found that glycosyl group(G$_{1}, $ ~ G$_{4}$-glycosidic bond.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.156-163
• /
• 1992

Cyclodextrin glucanotransferase 생산균주 선발배지를 이용하여 국내 토양으로부터 CGTase 활성이 우수한 Bacillus sp. E1균주를 분리하였다. FPLC를 이용하여 gel filtration과 anion exchange column chromatography를 한 결과 순수 정제된 단일 단백질을 얻을 수 있었으며, 정제된 효소의 최적 작용 pH 범위는 6에서 8까지 였고, 온도는 $60^{\circ}C$에서 최적을 나타냈다. 정제된 단백질의 분자량은 114,000, 등전점은 4.3이었다. 생성된 cyclodextrin은 $\beta$와 $\gamma$-cyclodextrin이 주였으며, 특이하게도 $\alpha$-cyclodextrin은 거의 생성되지 않았다. 작용 후 25시간 후 최대의 $\beta$-cyclodextrin이 생성되었으며, 이때 $\beta$-cyclodextrin과 $\gamma$-cyclodextrin의 생성비율은 7:1이었다.

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