• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권5호
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• pp.421-428
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• 2010

This study investigated on enzyme production in the digestive organs of the native termite (Reticulitermes speratus) in Milyang, Korea. Four types of major cellulases [EG (endo-1,4-${\beta}$-glucanase), BGL (${\beta}$-glucosidase), CBH (cellobiohydrolase) and BXL (${\beta}$-1,4-xylosidase)] were present in the digestive organs of the termite. The strong enzyme activity for BGL was found from the native termite, and also shown that the enzyme was distributed in the salivary gland, foregut, and hindgut. BXL, which breaks down hemicellulose near the amorphous region, was detected mainly from salivary gland, foregut, and midgut. However, CBH was distributed mainly in the hindgut. Meanwhile, EG which degrades cellulose, was found mainly in the hindgut and salivary glands. These facts indicate that celluases production patterns are differ from different sites compare to the same species found in Japan, suggesting that enzyme production in the digestive organs of termites is changed according to their habitats.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권6호
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• pp.91-99
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• 2007

소나무, 낙엽송, 리기다소나무, 잣나무 등 국내산 침엽수 목분을 기질로 진탕배양했을 때 갈색부후균인 Fomitopsis palustris로부터 분비된 당 분해성 균체 외 효소는 Endoglucanase (EG), $\beta$-glucosidase (BGL) 및 $\beta$-1,4-xylosidase (BXL)와 함께 결정형 셀룰로오스를 분해하는 Cellobiohydrolase (CBH)도 활성을 갖은 것으로 나타났다. 4주간 배양에서 변재는 심재에 비해 큰 효소활성을 나타냈으나, 배양기간을 증가시킴으로써 효소활성이 커지는 것으로 밝혀져 효소에 의한 목질바이오매스 분해의 경우 심변재 혼합처리도 가능할 수 있음이 시사되었다. 그리고, 균체 의 단백질을 SDS-PAGE로 분석한 결과, 대부분의 수종에서 나타나는 효소의 단백질 패턴은 거의 유사한 것으로 나타나 효소를 이용한 목질계 바이오매스 분해의 경구 수종별 혼합처리도 가능함이 시사되었다. F. palustris에 의해 분해된 목분(60 mesh 통과) 셀룰로오스의 결정화도 감소율은 4주 배양에서 약 4.2~20.4%, 8주 배양에서 약 12.9~28.9% 수준으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.262-273
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• 2010

갈색부후균인 Fomitopsis palustris에서 균체 외 cellulase 생산 특성과 이 효소를 이용하여 목재와 볏짚의 당화특성, mediator 첨가 효과, 목질기질의 미세 표면구조나 결정화도가 효소 당화에 미치는 영향 등에 대해 연구하였다. F. palustris의 균체 외 효소의 생산에 혼합목분을 탄소원으로 이용 시 endo-${\beta}$-1,4-gulcanase (EG)는 12.0 U/$m{\ell}$, ${\beta}$-glucosidase (BGL)는 116.68 U/$m{\ell}$, cellobiohydrolase (CBH)는 18.82 U/$m{\ell}$, 그리고 ${\beta}$- xylosidase (BXL)는 13.33 U/$m{\ell}$의 활성을 보였다. 이러한 활성은 BGL, CBH, 그리고 BXL이 볏짚을 이용한 경우보다 약 2~4배 정도 높았다. 볏짚을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-RS의 효소 최적반응 온도 및 pH는 $45^{\circ}C$와 pH 5.0이었으며, 혼합 목분을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-SW의 경우에는 $50^{\circ}C$와 pH 5.0이었다. Cellulase-SW는 볏짚을 기질로 사용할 때 $40.6{\pm}0.6%$로 가장 높은 당화율을 보였다. 또한 당화촉매제인 Tween 20의 첨가로 당화율이 44%로 상승하여 상용화 효소인 Celluclast 1.5L의 53.7%의 당화율 대비 약 82% 수준으로 상승되었다. 이는 본 실험에서 사용한 효소가 조효소 형태임을 고려하면 상용화 효소에 매우 근접한 당화율을 얻은 것으로 판단된다. 또한 볏짚의 낮은 조직 결정화도와 주사전자현미경을 이용한 볏짚 표면의 섬유화를 통한 표면적 증대 효과는 목재에 비해 높은 볏짚의 당화율에 대한 원인을 제시하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권6호
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• pp.547-560
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• 2010

본 연구에서는 Schizophyllum commune의 당 분해효소 생산을 위한 최적 배양 조건과 목질바이오매스에 대한 당화 특성에 대하여 연구하였다. S. commune 균체 외 효소에는 endo-${\beta}$-1,4-glucanase (EG), cellobiohydrolase (CBH), ${\beta}$-glucosidase (BGL)와 같은 cellulase와 ${\beta}$-1,4-xylosidase (BXL)이 함유되어 있고 그 중에서 EG 및 BGL활성이 비교적 높은 활성을 나타낸 것으로 밝혀졌다. S. commune에서 생산된 EG, BGL, 및 CBH의 최적 온도는 $50^{\circ}C$이었으나, 열안정성을 가지는 온도범위는 $30{\sim}40^{\circ}C$였다. 그리고 최적 pH는 5.5이었으며 열 안정성을 나타내는 온도범위에서의 적정 pH는 동일한 pH 5.5이었다. Cellulase 생산을 위한 S. commune의 최적배양 조건은, 탄소원으로 천연 cellulose, 질소원으로는 corn steep, 또는 peptone/yeast extract 혼합물, 비타민은 첨가하지 않는 것이 cellulase 효소활성 증가에 적절한 것으로 밝혀졌다. 또한 탄소원의 최적 첨가 농도는 2% (w/w), 적정 배양 pH 및 온도는 5.5~6.0과 $25{\sim}30^{\circ}C$로 밝혀졌다. 본 연구에서 도출된 최적 배양 조건으로 S. commune를 배양시키고 40배로 농축한 결과, EG가 3670.5 U/$m{\ell}$, BGL과 CBH가 각각 631.9 U/$m{\ell}$, 398.5 U/$m{\ell}$, BXL이 15.2 U/$m{\ell}$로 매우 높은 효소 활성을 나타냈다. 동일한 효소의 Filter Paper Unit도 11 FPU/$m{\ell}$로 상당히 높았다. 최적배양조건에서 얻어진 S. commune 효소로 다양한 기질에 대해 당화 시험을 실행한 결과, 전처리를 하지 않은 공시 활엽수에 대하여 낮은 당화율을 나타냈으나 천연 cellulose (Aldrich, ~20 micron) 및 볏짚의 경우에는 각각 50.5% 및 33.1%의 높은 당화성능을 나타냈다. 이 같은 당화 수준은 동일 효소농도 (30 FPU/g, glucan)로 비교했을 때 Trichoderma reesei 유래 상용화 효소인 Celluclast 1.5L의 약 110% 수준을 나타냄으로써, 대량생산기술 개발과정을 통해 목질계 당화 효소로의 상용화 가능성이 높은 균주로 평가되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.225-228
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• 2008

This study shows that lignocellulosic biomass saccharification work has been carried out with rice-straw by the extracellular enzyme from KMU001, and the enzymes produced in 5%(w/v) wood biomass were characterized by protein and various enzyme activity measurements. Several cellulases such as Endoglucanase(EG), $\beta$-D-1,4-Glucosidase(BGL), Cellobiohydrolase(CBH), and $\beta$-D-1,4-Xylanase (BXL) were detected. Saccharification of rice-straw by the enzyme yielded about 233mg/g of glucose after 48hrs.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권5호
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• pp.429-438
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• 2010

In this study, effect of carbon source on the hydrolytic ability of the enzyme from Fomitopsis pinicola, a brown rot fungi, for lignocellulosic biomass were examined on two lignocellulosic biomasses (rice straw and wood) without any pretreatment. Cellulase activities of crude enzyme from F. pinicola, which was cultured on softwood mixture as a carbon source, were 19.10 U/$m{\ell}$ for endo-${\beta}$-1,4-gulcanase (EG), 36.1 U/$m{\ell}$ for ${\beta}$-glucosidase (BGL), 7.27 U/$m{\ell}$ for cellobiohydrolase (CBH), and 7.12 U/$m{\ell}$ for ${\beta}$-1,4 xylosidase (BXL). Softwood mixture as a carbon source in F. pinicola comparatively enhanced cellulase activities than rice straw. The optimal pH and temperature of the cellulase was identified to pH 5 and $50^{\circ}C$for the hydrolysis of rice straw. Under these condition rice straw was hydrolyzed to glucose by the cellulase up to $32.0{\pm}3.1%$ based on the glucan amount of the rice straw for 72 h, while the hydrolytic capability of commercial enzyme (Celluclast 1.5${\ell}$) from rice straw to glucose was estimated to $53.7{\pm}4.7%$ at the same experimental condition. In case of addition of Tween 20 (0.1% w/w, substrate) to the cellulase the hydrolysis of rice straw to glucose was enhanced to $38.1{\pm}2.0%$.