• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권2호
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• pp.242-250
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• 2001

A Gram-positive bacterium (strain JB-13) that was isolated from soil as a producer of cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) [EC 2.4.1.19] was identified as Panibacillus sp. JB-13. This CGTase could catalyze the transglucosylation reaction from soluble starch to L-ascorbic acid (AA). A main product formed by this enzyme with ${\alpha}-glucosidase$ was identified as $2-O-{\alpha}-D-glucopyranosyl{\;}_{L}-ascorbic$ acid (AA-2G) by the HPLC profile and the elemental analysis. CGTase was purified to homogeneity using ammonium sulfate fractionation, ion-exchange chromatography on DEAE-Seohadex A-50, and gel chromatography on Sephacryl S-200HR. The molecular weight was determined to be 66,000 by both gel chromatography and SDS-PAGE. The isoelectric point of the purified enzyme was 5.3. The optimum pH and temperature was PH 7.0 and $45^{\circ}C$ respectively. The enzyme was stable in the range of pH 6-9 and at temperatures of $75{\circ}C$ or less in the presence of 15 mM ${CaCl_2}.\;{Hg^2+},\;{Mn^+2},{Ag^+},\;and\;{Cu^2+}$ all strongly inhibited the enzyme's activity.

• KSBB Journal
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• 제19권2호
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• pp.164-167
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• 2004

효소인 싸이클로덱스트린글루카노트란스퍼라제 (CGTase)는 효소의 활성도에 칼슘이 관련된 분자내 당 전이반응에 의해 녹말과 그에 관련된 $\alpha$-1,4-glucan의 기질을 싸이클로덱스트린으로 생성시키는 산업적으로 가장 많이 응용되는 효소 중에 하나이다. 수용성 녹말을 기질로 하여 CLEC화한 Bacillus macerans $\alpha$-CGTase 효소를 극한의 반응 조건인 계면활성제나 유기 용매가 혼합된 반응조건에서 실험한 결과, 이들 조건이 싸이클로덱스트린의 생산을 증가시키는 영향을 초래하였고 특히, 계면활성제인 SDS와 $\beta$-OG는 전체 싸이클로덱스트린의 생성을 증가시켰고 이 중에서 SDS와 Lubrol PX는 알파싸이클로덱스트린의 생성의 특이성의 결과를, 반면에 Triton x-100과 Tween 80은 알파싸이클로덱스트린의 생성을 억제하는 결과를 보였다. 유기용매인 DMSO, formamide, MPD, ethylene glycol 또한 사이클로 덱스트린의 전체 수율과 특이성에 영향을 미치는 효력을 보였다.

• 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.

• 미생물학회지
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• 제44권1호
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• pp.74-79
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• 2008

L-ascorbic acid (AA)의 2번 위치의 수산기에 부위 특이적 활성을 갖는 Paenibacillus sp. JB-13 유래의 cyclodextrin glucanotransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) 유전자(cgt gene)를 pEXP7 발현 vector에 클로닝하여 재조합 균주를 구축하였다. 재조합 균주의 CGTase생산 최적 조건을 검토하여 본 결과 LB 배지에 0.5% glucose, 3.0% polypeptone, 0.3% $K_2HPO_4$, 0.5% NaCl이 되도록 추가하고, 초기 pH 7.0, 접종량 2%, 통기량 0.1 vvm, 배양 온도 $37^{\circ}C$, 배양 시간 14시간의 조건에서 최대 활성을 나타내었다. 재조합 균주와 기존 균주의 CGTase 활성을 비교한 결과 재조합 균주는 배양 14시간째 640 units/ml의 활성을 가져 기존 균주에 비해 70%의 활성을 나타내지만 배양 시간을 1/4로 단축시킬 수 있다는 이점이 있음을 확인하였다. 재조합 균주가 생산한 CGTase를AA-2G합성에 적용하여 AA-2G를 합성하고 HPLC로 분석한 결과 단일 peak를 확인할 수 있었고 ${\alpha}$-glucosidase를 처리하여 확인한 결과 AA와 glucose로 분리됨을 확인할 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권5호
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• pp.310-317
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• 1997

Enzymatic synthesis of glucosyl-sugar alcohols using various transglycosylating enzymes, such as cyclodextrin glucanotransferase (CGTase), ${\alpha}$-amylase, ${\alpha}$-glucosidase, and pullulanase was investigated using various sugar alcohols, such as sorbitol, xylitol, inositol, maltitol, and lactitol as glucosyl acceptors. CGTase showed the highest transglycosylating activity to sugar alcohols compared to other transglycosylating enzymes, and inositol and maltitol were the most suitable glucosyl acceptors. Soluble starch, extruded starch, cyclodextrins, and maltooligosaccharides were also identified to be adequate glucosyl donors for transglycosylation reaction of CGTase to sugar alcohols. The synthesis of glucosyl-maltitol in the reaction system using extruded starch as the glucosyl donor and maltitol as the glucosyl acceptor showed the best results showing the highest transglycosylation yield. The transglycosylation products were purified by activated carbon column chromatography with ethanol gradient elution. Chemical structures of above transglucosylated products were analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy, and two products were identified to be maltotritol and maltotetraitol, in which one or two glucose molecules attached to the parent maltitol molecule by a ${\alpha}$-l,4-glucosidic bond, respectively.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권1호
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• pp.31-36
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• 2001

AA의 2번 위치의 수산기에 부위특이적 활성을 갖는 Paenibacillus sp. JB-13 유래 CGTase의 AA-2G 생산최적조건을 검토하였다. AA-2G 생산에 효율적인 당공여체를 조사하기 위해 다양한 포도당 중합체를 당공여체로 사용하여 AA-2G 생산성을 검토한 결과 dextrin이 가장 높은 AA-2G 생산성을 나타내었으며, 대체적으로 중합도가 높은 당을 효율적으로 이용하였다. 최적 당공여체인 dextrin을 사용하여 AA-2G 생산최적조건을 검토한 결과 반응 혼합액을 2,500 units/ml의 CGTase, 기질농도, 15%, 기질농도비(AA-g/dextrin-g) 3:2으로 조성하여, $37^{\circ}C$ , pH 6.5에서 44시간 반응 시킨 후, 1,500 units/ml의 glucoamylase를 $55^{\circ}C$에서 15시간 반응시켰을 때 AA-2G의 생산이 최대를 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권5호
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• pp.792-799
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• 2007

A gene encoding a putative glycogen-debranching enzyme in Sulfolobus shibatae(abbreviated as SSGDE) was cloned and expressed in Escherichia coli. The recombinant enzyme was purified to homogeneity by heat treatment and Ni-NTA affinity chromatography. The recombinant SSGDE was extremely thermostable, with an optimal temperature at $85^{\circ}C$. The enzyme had an optimum pH of 5.5 and was highly stable from pH 4.5 to 6.5. The substrate specificity of SSGDE suggested that it possesses characteristics of both amylo-1,6-glucosidase and $\alpha$-1,4-glucanotransferase. SSGDE clearly hydrolyzed pullulan to maltotriose, and $6-O-\alpha-maltosyl-\beta-cyclodextrin(G2-\beta-CD)$ to maltose and $\beta$-cyclodextrin. At the same time, SSGDE transferred maltooligosyl residues to the maltooligosaccharides employed, and maltosyl residues to $G2-\beta-CD$. The enzyme preferentially hydrolyzed amylopectin, followed in a decreasing order by glycogen, pullulan, and amylose. Therefore, the present results suggest that the glycogen-debranching enzyme from S. shibatae may have industrial application for the efficient debranching and modification of starch to dextrins at a high temperature.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권6호
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• pp.578-584
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• 1990

토양시료로부터 CGTase를 생산하는 중성의 호열성 미생물을 conogo red가 포함된 배지를 이용하여 분리하고, 분리균주의 형태학적, 생리학적 성질을 조사한 결과 Bacillus stearothermophilus No.239로 동정되었다. 초기 pH가 7.0인 soluble starch 2, defatted soybean meal 0.5, NaH_2PO_4.2H_2O$ 0.1및 $CaCl_2$ 0.01%5를 지닌 배지 에서$55^{\circ}C$, 48시간 진탕 배양하였을 때 배양액 1ml당 약 7.0unit로 가장 높은 효소생산량을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권4호
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• pp.323-330
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• 1998

호알카리성 Bacillus firmus var. alkalophilus가 생산하는 cyclodextrin glucanotransferase(CGTase)를 호화시킨 팽윤감자전분을 이용한 흡착 및 탈착, 한외여과, DEAE-cellulose 이온교환 크로마토그래피, 그리고 Sephacryl HR-100을 이용한 gel filtration 등의 분리정제 과정을 통하여 정제하였다. 정제된 CGTase의 분자량은 약 77,000 Da이었으며, 등전점은 6.2～6.3이었다. 최적 효소반응 온도 및 pH는 각각 5$0^{\circ}C$ 와 6.0 였고, 열 및 pH 안정성은 5$0^{\circ}C$까지와 pH 6.0~9.5 사이였다, 정제된 CGTase는 $Ca^{2+}$ 에 의하여 열 안정성이 크게 상당히 향상되었으며 최적 효소반응 온도와 열 안정성도 55~6$0^{\circ}C$와 6$0^{\circ}C$로 증가하였다. CGTase의 기질 특이성을 검토한 결과 여러 종류의 전분들로부터 $\beta$-CD를 주로 생성하였으며, ${\gamma}$-CD도 소량 생성하였으나 $\alpha$-CD는 거의 생성되지 않았다. Sweet potato starch, corn starch, 그리고 amylopectin을 기질로 할 때 높은 CD전환율을 보였으며 $\beta$-CD와 ${\gamma}$-CB의 생성비가 5.8~8.4:1로서 $\beta$-CD를 고 수율로 생산하는 전형적인 $\beta$-type의 CGTase였다. 또한 본 효소의 최적 CD 생산조건은 기질농도 5.0%(w/v) corn starch, 효소첨가량 25 unit/g of starch로서 반응 8시간 후의 전체 CD량도 약 25 g/l로서 전환율은 50%였고, 이 때 $\beta$-CD농도는 21 g/l로서 전체 CD 중 84% 였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.123-129
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• 2007

The trehalose $({\alpha}-D-glucopyranosyl-[1,1]-{\alpha}-D-glucopyranose)$ biosynthesis genes MhMTS and MhMTH, encoding a maltooligosyltrehalose synthase (MhMTS) and a maltooligosyltrehalose trehalohydrolase (MhMTH), respectively, have been cloned from the hyperthermophilic archaebacterium Metallosphaera hakonesis. The ORF of MhMTS is 2,142 bp long, and encodes 713 amino acid residues constituting a 83.8 kDa protein. MhMTH is 1,677 bp long, and encodes 558 amino acid residues constituting a 63.7 kDa protein. The deduced amino acid sequences of MhMTS and MhMTH contain four regions highly conserved for MTSs and three for MTHs that are known to constitute substrate-binding sites of starch-hydrolyzing enzymes. Recombinant proteins obtained by expressing the MhMTS and MhMTH genes in E. coli catalyzed a sequential reaction converting maltooligosaccharides to produce trehalose. Optimum pH of the MhMTS/MhMTH enzyme reaction was around 5.0 and optimum temperature was around 70 C. Trehalose-producing activity of the MhMTS/ MhMTH was notably stable, retaining 80% of the activity after preincubation of the enzyme mixture at $70^{\circ}C$ for 48 h, but was gradually abolished by incubating at above $85^{\circ}C$. Addition of thermostable $4-{\alpha}-glucanotransferase$ increased the yield of trehalose production from maltopentaose by 10%. The substrate specificity of the MhMTS/MhMTH-catalyzed reaction was extended to soluble starch, the most abundant maltodextrin in nature.