• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.58-66
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• 2007

Isolation, expression, and characterization of a novel $endo-{\beta}-1,3(4)-D-glucanase$ with high specific activity and homology to Bacillus lichenases is described. One clone was screened from a genomic library of Paenibacillus sp. F-40, using lichenan-containing plates. The nucleotide sequence of the clone contains an ORF consisting of 717 nucleotides, encoding a ${\beta}-glucanase$ protein of 238 amino acids and 26 residues of a putative signal peptide at its N-terminus. The amino acid sequence showed the highest similarity of 87% to other ${\beta}-1,3-1,4-glucanases$ of Bacillus. The gene fragment Bg1 containing the mature glucanase protein was expressed in Pichia pastoris at high expression level in a 3-1 high-cell-density fermenter. The purified recombinant enzyme Bg1 showed activity against barley ${\beta}-glucan$, lichenan, and laminarin. The gene encodes an $endo-{\beta}-1,3(4)-D-glucanase$ (E. C. 3.2.1.6). When lichenan was used as substrate, the optimal pH was 6.5, and the optimal temperature was $60^{\circ}C$. The $K_m,\;V_{max},\;and\;k_{cat}$ values for lichenan are 2.96mg/ml, $6,951{\mu}mol/min{\cdot}mg,\;and\;3,131s^{-1}$, respectively. For barley ${\beta}-glucan$ the values are 3.73mg/ml, $8,939{\mu}mol/min{\cdot}mg,\;and\;4,026s^{-1}$, respectively. The recombinant Bg1 had resistance to pepsin and trypsin. Other features of recombinant Bg1 including temperature and pH stability, and sensitivity to some metal ions and chemical reagents were also characterized.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권4호
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• pp.450-456
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• 2016

한국형 잔디에서는 다른 병에 비해 진전 속도가 빠르고 주로 뿌리에서부터 발병하여 잔디를 고사시키고 발병 후 구제하기 매우 어려운 라이족토니아잎마름병(라지패취)이 큰 문제로 대두되고 있다. 라이족토니아잎마름병(라지패취)은 Rhizoctonia solani AG2-2 (IV)병원균에 의해 발생하는데, 이 병원균에 강한 내병성 들잔디를 개발하기 위해 식물방어반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PR-Protein 중 하나인 ${\beta}-1,3-glucanase$를 들잔디로부터 클로닝 하였다. ${\beta}-1,3-glucanase$는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포 외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 병원균 저항성기능을 하는 것으로 알려져 있다. ${\beta}-1,3-glucanase$ 단자엽식물 중 내병성에 대한 연구가 되어있는 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 Full-length의 cDNA를 클로닝 하였다. E.coli overexpression을 수행하여 목표 단백질을 대량 정제하여 in vitro 활성 측정 및 항균테스트를 진행하였다. 또한, ZjGlu1 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 잔디 형질전환체 제작을 하였다. ZjGlu1 단백질을 이용하여 9개의 균주에 대해 항균활성 테스트를 진행 한 결과 R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), T. atroviride 에서 항균활성을 보였으며, 형질전환체를 이용해 18s 유전자의 발현량을 상대로 한 각 유전자의 기관별 발현량은 크게 차이없이 모든기관에 발현되는 것을 확인할 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제29권1호
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• pp.44-50
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• 1986

Fusarium moniliforme 액체배양으로부터 얻어진 조효소를 황산암모늄 분획침전, Sephadex G-25, Sephadex G-75, Sephadex G-150 및 DEAE-Sephadex A-50 컬럼크로마토그래피를 통하여 2개의 여지분해 효소와 2개의 ${\beta}-glucanase$를 분리하고 팥전분 제조에 이용하였다. 팥을 $50^{\circ}C$에서 2시간동안 섬유소 분해효소와 작용시킨 결과 효소처리구는 세포벽, 세포간극 그리고 전분입자간극이 일부 분해되었음을 알 수 있었다. 0.004 units/ml의 여지분해효소와 0.3 units/ml의 ${\beta}-glucanase$를 혼합 처리했을 때 팥전분 입자의 침강 속도가 최대가 되였고 0.004 units/ml의 여지분해효소와 0.2 units/ml의 ${\beta}-glucanase$를 혼합하여 처리했을 때 수율증가는 약 7%이었다. 증자후와 마쇄후의 폐수에서 혼탁물질은 효소처리구가 대조구보다 약 40% 정도 감소되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권2호
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• pp.79-84
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• 1988

$\beta$-Glucan 분해효소의 간편하며 예민한 활성도 측정방법으로 $\beta$-glucan에 색소와 cross linking agent를 접합시키는 변형기질 제조시 영향을 미치는 조건을 조사하고 맥아와 세균의 $\beta$-glucan분해효소 측정에 적응시켜 활성도를 측정한 결과는 다음과 같다. 1.0g $\beta$-glucan은 0.1N NaOH용액에서 색소 cibacron blue 3 G-A 1.5g과 cross linking agent인 1,4-butanedioldiglycidyl ether 1.25 $m\ell$을 90분간 끓여서 색소 접합기질로 제조하였을 때 $\beta$-glucanase 활성도 측정에 최적조건이었다. 변형기질은 pH5.3 에서 안정성을 보였으며 Bacillus subtilis K-4-3에서 추출한 효소액에 변형기질을 반응시켰을 때 간편하고 정확한 효소활성 측정이 가능하였다. 또한 색소방법을 DNS방법과 비교한 결과 색소방법이 $\beta$-glucan 분해효소 측정에 적당한 방법이었음이 입증되었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제27권4호
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• pp.409-415
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• 2007

본 연구에서는 Ross 208 종의 broiler 31,800수를 대조구와 복합 효소제 첨가구로 나누어 5주간에 걸쳐 대조구는 옥수수-대두박을 기초로 한 시판 육계사료를 급여하고, 시험구는 ${\beta}-glucanase$를 강화한 복합 효소제를 0.3% 첨가 급여하여 생산성과 혈청성분과 육질에 미치는 영향을 조사하였다. 시험기간 동안의 각 시험구의 증체량 및 사료 효율, 생산지수, 육성율을 측정하였고 무작위로 각 시험구당 20수를 선발하여 혈청 콜레스테롤 및 glucose 농도를 측정하였다. 또 ND와 IBD 항원을 음용 투여한 브로일러의 ND와 IBD에 대한 항체역가를 조사하였으며, 육질검사로 도체의 pH 및 육색, 가열감량, 보수력, 전단력을 측정하였다. 사육시험 결과, 0.3% 복합 효소제 시험구가 대조구에 비해 평균체중 19%, 생산지수 6.8%, 사료효율 5.5%, 육성율 5%의 증가를 나타내었다. 복합 효소제 시험구는 대조구보다 혈청내 HDL-콜레스테롤 양을 증가시키고 glucose의 양을 감소시켰다. 육계 혈청 내 ND 및 IBD 항원에 대한 항체역가도 복합 효소제 시험구가 대조구보다 높았다. 육질검사에 있어서는 복합 효소제 시험구가 대조구보다 육색과 전단력은 차이가 없었으나 보수력(p<0.05)과 가열감량이 개선되는 결과를 나타내었다. 이상의 결과로부터 ${\beta}-glucanase$ 활성을 강화한 복합 효소제의 첨가 급여는, 육계의 생산성과 혈청성분과 면역기능과 육질을 개선시키는 효과가 있는 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권7호
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• pp.1132-1138
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• 2006

Three types of xylanases (EC 3.2.1.8) were detected in the strain Aspergillus niger A-25, one of which, designated as XynIII, also displayed ${\beta}-(l,3-1,4)-glucanase$ (EC 3.2.1.73) activity, as determined by a zymogram analysis. XynIII was purified by ultrafiltration and ion-exchange chromatography methods. Its apparent molecular weight was about 27.9 kDa, as estimated by SDS-PAGE. The purified XynIII could hydrolyze birchwood xylan, oat spelt xylan, lichenin, and barley ${\beta}-glucan$, but not CMC, avicel cellulose, or soluble starch under the assay conditions in this study. The xylanase and ${\beta}-(l,3-1,4)-glucanase$ activities of XynIII both had a similar optimal pH and pH stability, as well as a similar optimal temperature and temperature stability. Moreover, the effects of metal ions on the two enzymatic activities were also similar. The overall hydrolytic rates of XynIII in different mixtures of xylan and lichenin coincided with those calculated using the Michaelis-Menten model when assuming the two substrates were competing for the same active site in the enzyme. Accordingly, the results indicated that XynIII is a novel bifunctional enzyme and its xylanase and ${\beta}-(l,3-1,4)-glucanase$ activities are catalyzed by the same active center.

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.376-381
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• 2019

본 연구는 에탄올내성, 내열성, ${\beta}-glucanase$ 활성 및 xylose 대사가 가능한 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 원형질체융합(protoplast fusion)이라는 방법을 사용하여 S. cerevisiae BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주와의 genome shuffling을 시도하였다. P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주는 URA3 유전자를 결실시켜 uracil 영양요구주로 구축되었다. Protoplast fusion을 통해 몇몇의 융합체가 선별되었고, 두 모균주인 BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주의 핵형(karyotype)를 모두 가지는 BYKPS-F8 균주가 22개의 융합체중에서 최종 선정되었다. 이어 ${\beta}-glucanase$ 활성, xylose 이용능, 에탄올내성, 내열성 및 에탄올생산성에 대한 다양한 표현형이 조사되었다. BYKPS-F8 균주는 모균주인 BYK-F11 균주가 가지는 ${\beta}-glucanase$ 활성을 가지게 되었고, P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주가 가지는 xylose 이용능도 모균주보다 1.2배 증가되었음을 확인할 수 있었다. BYKPS-F8 균주는 $40^{\circ}C$에서 내열성을 보였으며, 8% 에탄올이 첨가된 배지에서 모균주에 비해 에탄올 내성이 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 20 g/l의 xylose가 함유된 배지에서 72시간 배양에 의해 약 7.5 g/l의 에탄올을 생산할 수 있었으며, 260시간의 장기간의 배양에도 BYKPS-F8균주에 도입한 다형질이 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 균주 육종방법을 통해 다형질을 가진 다른 속간의 균주 융합 및 산업적으로 유용한 생물시스템의 육종이 가능함을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제25권4호
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• pp.339-345
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• 1987

A bacterium K-4-3, producing $\beta$-glucan hydrolyzing enzyme, was isolated from soil and identified to be Bacillus subtilis by its morpholohical and physiological characteristics. $\beta$-glucan was coloured using cibacron blue 3G-A and cross linded by the addition of 1, 4-butanedioldiglycidyl ether. This substrate was used for the isolation of $\beta$-glucanase producing microorganism. The $\beta$-glucan hydrolyzing enzyme actibity from isolated K-4-3 strain was also measured using the modified substrate. Bacillus subtilis K-4-3 produced the highest extracellular $\beta$-glucan hydrolyzing activity in the basal medium containing $\beta$-glucan as a carbon source, peptone and tryptone as a nitrogen source, and magnesium sulfate as an inorganic salt. The optimum temperature and initial pH for $\beta$-glucanase production by Bacillus subtilis K-4-3 were $37^{\circ}C$ and pH6. The highest enzyme activity was obtained at the culture age of 54 hrs with rotary shaking at $37^{\circ}C$. The crude enzyme showed the highest activity at pH 7.5-8.0 and $65^{\circ}C$.

• The Plant Pathology Journal
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• 제21권3호
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• pp.195-206
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• 2005

Spatial and temporal expression of pathogenesis-related (PR) gene and proteins has been recognized as inducible defense response in pepper plants. Gene expression and/or protein accumulation of PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase was predominantly found in pepper plants during the inoculations by Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Phytophthora capsici and Colletotrichum coccodes. PR-1 and chitinase genes were also induced in pepper plants in response to environmental stresses, such as high salinity and drought. PR-1 and chitinase gene expressions by biotic and abiotic stresses were regulated by their own promoter regions containing several stress-related cis-acting elements. Overexpression of pepper PR-1 or chitinase genes in heterogeneous transgenic plants showed enhanced disease resistance as well as environmental stress tolerances. In this review, we focused on the putative function of pepper PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase proteins and/or genes at the biochemical, molecular and cytological aspects.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1979년도 추계학술대회 심포지움
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• pp.243.3-244
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• 1979

Low molecular weight endo-glucanase fraction of cellulase from Trichoderma reesei was purified using Sephadex G-100 and concanavalin A-Sepha-rose 4B affinity chromatography. Its biochemical characteristics including pH profile, temperature profile and kinetic behavior were studied. The optimum conditions for enzymatic reaction were pH 6.0 and $5^{\circ}C.$ The activation energy for CMC (carboxymethylcellulose) was 10,800 cal/mole. Its adsorption to amorhous and crystalline cellulose was observed. Adsorption to amorphous cellulose was more rapid and greater than that of crystalline cellulose. Reconstitution study was performed. Significance of low molecular weight endo-glucanase on cellulose hydrolysis will be further discussed.