• 제목/요약/키워드: 리그닌 분해효소

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리그닌분해(分解)와 리그닌분해효소(分解酵素) 생산(生産)을 위한 목재부후균(木材腐朽菌)의 선발(選拔)과 평가(評價)(I) - 고활성(高活性) 리그닌분해균(分解菌)의 선발(選拔) - (Screening and Evaluating of Wood-Rotting Fungi for Lignin Degradation and Ligninolytic Enzyme Production(I) - Screening of High Active Lignin-Degrading Fungi -)

  • 정현채;박서기;김병수;박종열
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제23권4호
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    • pp.108-116
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    • 1995
  • Guaiacol을 첨가한 potato-dextrose agar배지와 참나무 목분 배지를 이용하여 배지의 발색 정도를 정량함으로써 리그닌 분해와 리그닌 분해효소 생산을 위한 우수 균주분리를 시도하였다. 배지의 발색정도와 리그닌 분해율과는 정의 상관을 나타내어 미지균의 리그닌 분해력 추정을 가능하게 하였으며, 버섯의 자실체와 부후재로 부터 분리한 리그닌분해균 중에서 리그닌 분해력과 laccase활성이 우수한 LKY-12, LKY-7과 Coriolus versicolor-13 균주를 선발하였다. 이들 균주의 리그닌 분해율은 30~35% 범위이고, glucose-peptone broth에서 리그닌 분해효소 활성이 다른 균주에 비하여 매우 높아서 우수균주의 특성을 나타냈으며, 생물학적인 펄프화 및 표백 그리고 리그닌분해효소 생산에 이용 가능한 균주로 생각되었다.

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BMP법에 의한 리그닌의 혐기성 분해 및 GC와 GC/MS을 이용한 리그닌 분해산물 측정 (Anaerobic Biodegradation of Lignin by BMP Test and Measurement of Lignin-derived Compound Using GC & GC/MS)

  • 김석구
    • 유기물자원화
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    • 제16권3호
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    • pp.46-51
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    • 2008
  • 리그닌이 분해되려면 분자형태의 산소를 요구하므로 혐기성 조건에서는 리그닌 분해가 어려운 것으로 알려져 왔다. 리그닌의 존재는 리그닌 분해에 영향을 준다. 리그닌 분해의 초기단계에서는 촉매역할을 하는 효소에 의해 리그닌이 중간산물로 분해되어 이 단계에서는 미생물에 의한 효소생성이 제한인자로 작용하게 된다. 폐수에 영양염을 첨가하고 미생물을 식종하여 폐수 내 유기물의 혐기성 분해정도를 평가할 수 있는 BMP(biochemical methane potential)법이 혐기성 조건하에서 리그닌 분해를 평가하기 위해 이용되고 있다. BMP법에 의해 리그닌을 초기 분해한 후 미생물 활동을 선택적으로 억제할 수 있도록 3% 톨루엔 용액으로 만든다. 이 용액의 리그닌 초기 분해율과 리그닌 분해산물의 축적률을 측정해 리그린의 혐기성 분해특성을 파악할 수 있다.

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Laccase와 Mn-peroxidase에 의한 Ligninsulfonate의 분해 특성 (Degradation Characteristics of Ligninsulfonate by Laccase and Mn-peroxidase)

  • 배현종;김윤수;문성필
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제23권4호
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    • pp.27-32
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    • 1995
  • 리그닌 모델화합물은 리그닌 분해효소에 의해 생분해되는 과정에서 해중합 또는 중합되는 현상이 나타남으로써, 리그닌 분해효소가 진정으로 리그닌의 분해에 관여하는지 의문이 제기되고 있다. 본 연구는 구름 버섯과 표고버섯으로부터 단리한 laccase와 Mn-peroxidase(MnP)가 고분자 리그닌모델화합물로서의 ligninsulfonates(LS)을 분해시키는 특성을 이해하고자 시도되었다. 특히 pH의 변화와 당(糖)의 첨가에 따른 LS의 분자량의 변화를 관찰하였다. laccase의 경우 pH 6.0에서는 LS의 중합현상이 나타났으나 pH 4.5에서는 고분자분획의 LS가 현저히 분해됐다. glucose의 첨가시 이같은 현상은 두드러졌다. MnP 역시 pH 4.5에서 LS가 분해되었으며, 특히 배양액에 cellobiose를 첨가했을 때 현저하게 나타났다. 이상의 결과로부터, 리그닌 분해효소에 의한 LS의 분해는 효소의 종류와 반응조건에 따라 달라짐을 확인할 수 있었다. 흥미롭게도 LS의 분해에 따른 반응액의 색도(色度)(color index)의 변화는 관찰되지 않았다.

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Remazol Brilliant Blue R 탈색능과 리그닌 분해 효소시스템을 이용한 유기용매 리그닌 생분해 우수 균주 선별 (Screening of Outstanding White Rot Fungi for Biodegradation of Organosolv Lignin by Decolorization of Remazol Brilliant Blue R and Ligninolytic Enzymes Systems)

  • 홍창영;김호용;장수경;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제41권1호
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    • pp.19-32
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    • 2013
  • 본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 이용하여, 다양한 균주 중에서 목질계 바이오매스 유기용매 전처리 과정에서 발생한 리그닌(유기용매 리그닌)의 생분해에 적합한 우수 균주를 선별하고자 하였다. 우선 분양받은 15개의 백색부후균을 대상으로 shallow stationary cultur (SSC)배지와 malt extract broth (MEB)배지에 유기용매 리그닌의 첨가에 따른 Remazol Brilliant Blue R (RBBR)의 흡광도 변화를 측정하였다. RBBR 탈색능 결과, SSC 배지에서 Ceriporiopsis subvermispora, Ceriporia lacerate, Fomitopsis insularis, Phanerochaete chrysosporium, Polyporus brumalis, Stereum hirsutum 등 6종의 백색부후균에서 급격한 흡광도 변화를 나타냈다. 배양 초기에 급격한 흡광도 변화를 나타낸 6개의 백색부후균을 대상으로 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성을 측정하였다. 선발된 6개의 균 중에서 S. hirsutum과 P. chrysosporium은 유기용매 리그닌을 첨가한 실험구에서 높은 단백질 농도가 측정되었다. 반면, 리그닌 분해 효소 활성은 F. insularis에서 배양 6일째에 manganese peroxidase (MnP) 활성이 1,545 U/mg, laccase 활성은 1,259 U/mg으로 최고 활성을 나타냈다. 결론적으로, 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성이 전반적으로 높았던 $STH^*$와 MnP 및 laccase의 활성이 가장 높은 FOI가 유기용매 리그닌 생분해에 유리하게 작용할 것으로 판단된다.

겨울우산버섯에 의한 목재칩의 리그닌 분해 효소 활성 및 리그닌 함량 변화 (Changes in Activities of Lignin Degrading Enzymes and Lignin Content During Degradation of Wood Chips by Polyporus brumalis)

  • 조명길;유선화;김명길
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제40권6호
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    • pp.424-430
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    • 2012
  • 본 연구에서는 국내에서 자생하는 백색부후균인 겨울우산버섯(Polyporus brumalis)을 소나무 시편에 배양하여 목재 처리에 의한 리그닌 분해효소의 활성변화를 조사하고 목재의 분해가 일어나는 동안 중량감소율 및 리그닌 감소율을 통해 분해능을 확인하고 여기에 관여하는 유전자의 발현을 조사하였다. SSC (Shallow Stationary Culture) 액체배지에 목재 시편을 넣고 겨울우산버섯을 배양하였을 때 무처리구에서는 laccase의 활성이 20일 이후 감소하는 반면, 시편 처리구에서는 활성이 계속 증가되었다. 특히, 60일 전후의 처리구에서 무처리구에 비해 10배 이상 높은 활성을 나타내었다. 또한, 겨울우산버섯에 의한 소나무칩의 중량 감소율과 리그닌 감소율은 80일 후 각각 23.4%와 6.3%로 나타났다. 40일 배양한 목질칩에서 분리한 겨울우산버섯의 pblac1의 유전자 발현은 무처리구에 비해 소나무 칩 처리구에서 약 3배 정도 높게 나타났다. 이상의 결과로 백색부후균에 의한 목재칩 처리에 의해 리그닌 분해효소의 활성이 증가되며 pblac1이 리그닌 분해에 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다. 따라서 백색부후균의 리그닌분해효소 유전자 발현을 조절함으로써 리그닌 분해능이 우수한 균주 개발이 가능하고 목질에탄올 생산 전처리에 효율적으로 이용할 것으로 기대된다.

백색부후균에 의한 리그닌의 중합화와 탈중합화 (제1보)-리그닌분해균에 의한 Lignosulfonate의 분해- (Polymerization and Depolymerization of Lignins by White-Rot Fungi(I)-Degradation of Lignosulfonate by Lignin-degrading Fungi-)

  • 정현채;김병수;박종열
    • 펄프종이기술
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    • 제29권4호
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    • pp.64-72
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    • 1997
  • 백색부후균에 의한 리그닌의 분해양상을 검토하기 위해 리그닌 분해능이 우수하고 laccase활성이 높은 LKY-7 및 C. versicolor-13 균주와 manganese peroxidase 활성은 비교적 높으나 laccase활성이 전혀 나타나지 않는 LSK-27 균주로 lignosulfonate를 처리하였다. LKY-7 과 C. versicolor-13 균주에서는 lignosulfonate의 중합화 현상이 관찰되었으며 중합화는 laccase 활성 과 비례하는 것으로 나타났다. LSK-27 균주에서는 lignosulfonate의 고분자 영역이 분해되면서 탈중합화가 일어났으며 리그닌 분해 효소로는 manganese peroxidase만 검출되었다. 보조기질로 glucose를 첨가한 결과, LKY-7 균주에서는 laccase 활정이 각소하면서 중합화 현상이 어느 정도 감소하였으나 C. versicolor-13 균주는 laccase 활성의 증가와 함께 중합화도 촉진되는 것으로 나타났다. 또한 LSK-27 균주에서도 glucose 첨가에 의해 manganese peroxidase 활성이 증가되면서 lignosulfonate의 중합화가 관찰되었다. lignosulfonate 중합화에는 laccase 뿐만 아니라 manganese peroxidase도 관여하며 보조기질로서 탄소원의 종류도 영향을 미칠것으로 검토되었다.

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아교버섯 형질전환체가 생산한 리그닌분해 고정화효소에 의한 염료 탈색 (Decolorization of a Dye by Immobilized Lignin Degrading Enzymes Generated from Transformants of Merulius tremellosus Fr.)

  • 민동숙;유선화;김명길;최형태
    • 미생물학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.225-227
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    • 2012
  • 백색부후균류가 가지는 리그닌 분해효소들은 기질특이성이 넓기 때문에 다양한 난분해성 화합물들을 분해할 수 있다. 본 실험에서는 3가지 다른 방법을 사용하여 laccase와 manganese peroxidase가 각각 도입된 아교버섯 형질전환체의 배양 상등액 효소를 고정화 효소로 만들어 대표적 염료의 하나인 Remazol Brilliant Blue R (RBBR)의 탈색을 실험하였다. 그 결과 알긴산을 효소 용액과 직접 반응하여 만든 고정화 효소에서 48시간 반응 후 약 75% 탈색을 보였다. 비록 한번 사용했던 고정화 효소를 재사용하였을 경우 탈색능이 10-15% 정도 감소되었으나 본 실험에서 제시한 방법이 리그닌 분해효소의 고정화 효소 활용에 기여할 것으로 기대한다.

백색목재부후균중 Biopulping에 이용가능한 선택적 리그닌분해균의 스크리닝 (Screening of White Rot Fungi with Selective Delignification Capacity for Biopulping)

  • 이종규;오은성
    • 한국균학회지
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    • 제26권2호통권85호
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    • pp.144-152
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    • 1998
  • 선택적 리그닌 분해능을 가지고 생물펄프공정에 사용가능한 백색부후균을 얻기 위하여 94종류의 목재부후균을 검정하였고 선발된 7개종에 대하여 활엽수와 침엽수의 부후능력을 측정하였다. 우선 백색부후균은 셀룰로오즈 분해효소, 페놀산화효소, laccase, peroxidase 등의 효소활성을 간단한 방법으로 검정하여 선발하였는데, Bavendamm test에서 양성을 나타내는 대부분의 균들은 syringaldazine을 사용한 laccase test에서도 강한 반응을 나타낸 반면, 음성반응을 나타낸 대부분의 균들은 laccase와 peroxidase test에서도 음성반응을 나타내었다. 선택적 리그닌 분해능력을 지닌 부후균을 선발하기 위하여 부후균을 은사시나무와 일본잎갈나무(낙엽송) 목재블럭에 접종하여 12주간 배양한 후에 부후된 목재의 중량감소율, 리그닌 량의 감소, 형태적 변화들을 화학분석과 주사전자현미경을 통하여 분석하는 목재부후 실험을 실시하였다. 이 실험에서 사용한 거의 모든 균주는 목재블럭의 중량감소율이 일본잎갈나무 보다 은사시나무에서 2배이상 높게 나타났으며 균을 접종하지 않은 목재블럭에서는 중량감소가 전혀 나타나지 않았다. Ceriporiopsis subvermispora와 Phanerochaete chrysosporium이 다른 균주에 비해서 침엽수와 활엽수의 리그닌을 모두 잘 분해시키는 것으로 나타났으나 분해 능력은 Ceriporiopsis subvermispora가 더욱 우수하였다. Bjerkandera adusta와 미동정된 2균주는 은사시나무에서만 상대적으로 높은 리그닌 분해능력을 나타내었다. B. adusta는 모든 세포벽 성분을 동시에 분해시켜서 2차세포벽을 얇게 만들었으나 다른 균주들은 선택적 리그닌 분해력을 나타내어 두 세포의 세포벽 사이에 위치하는 중벽에 존재하는 리그닌을 분해시켜서 세포를 분리시키는 것이 관찰되었다.

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다양한 배지에서 느타리버섯 No. 42균주로부터 리그닌분해효소 생산 (Production of ligninolytic enzymes by Pleurotus ostreatus No. 42 in various culture media)

  • 하효철
    • 한국버섯학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.87-91
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    • 2013
  • 느타리 버섯 No. 42균주를 5가지 배지에서 연구한 결과, 리그닌 분해효소인 Lac와 MnP는 생산되었으나 LiP는 생산되지 않았다. 실험한 본 균주의 경우 리그닌 분해효소인 Lac와 MnP의 생산에 밀기울이 관여하는 것을 확인 할 수 있었다. 액체배지에서는 GPYW에서 Lac(2.4 U/ml)와 MnP(3.6 U/ml)가 최대 생산됨을 알 수 있었으며 고체배지에서는 WMW에서 MnP(4.0 U/ml)가 최대 생산되었으며 W에서는 Lac(11.0 U/ml)가 최대 생산되었다.