• 한국미생물·생명공학회지
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• 제23권4호
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• pp.454-460
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• 1995

Acetylxylan esterase II was produced by Escherichia coli HB101 harboring the recombinant plasmid pKMG7 which contained the estII gene of Bacillus stearothermophilus. Optimal medium for the production of the acetylxylan esterase by E. coli HB101/pKMG7 was determined to contain 0.5% galactose, 1% yeast extract and 1% NaCl. The enzyme produced was purified to homogeneity using a combination of 20-50% ammonium sulfate precipitation, DEAE-Sepharose CL-6B chromatography and Sephacryl S-200 gel filtration. The temperature and pH optimum of the esterase were 45$\circ$C and pH 6, respectively. The essential amino acids for the esterase activity were found to be methionine, serine, and cysteine. Molecular weight of the esterase was determined to be 28 kDa by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, and 120 kDa by gel filtration. This suggests that the functional enzyme is a homomeric tetramer. The esterase had an isoelectric point of pH 3.4. The N-terminal amino acid sequence of the enzyme was Ala-Leu-Phe-Glu-Ser-Arg-Phe-Phe-Ser-Glu-Val-Leu-Gly-Leu.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제23권4호
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• pp.446-453
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• 1995

$\alpha $-Arabinofuranosidase was produced by E. coli HB101 haboring the recombinant plasmid pKMG11 which contained the arfI gene of Bacillus stearothermophilus. The maximum production of the enzyme was observed when E. coli HB101 cells were grown at 37$\circ$C for 20 hours in the medium containing 0.5% arabinose, 1.0% tryptone, 0.5% yeast extract, and 1% NaCl. The $\ALPHA $-arabinofuranosidase produced was purified to homogeneity using a combination of 20-50% ammonium sulfate precipitation, DEAE-Sepharose CL-6B ion exchange column chromatography and Sepharose 6B-100 gel filtration. The purified enzyme was most active at 55$\circ$C and pH 6.5. The K$_{m}$ and V$_{max}$ values of the enzyme on $\rho $-nitrophenyl-$\alpha $-arabinofuranoside was determined to be 2.99 mM and 0.43 $\mu $mole/min (319.74 $\mu $mole/min/mg), respectively. The pI value was 4.5. The molecular weight of the native protein was estimated to be 289 kDa. The SDS-polyacrylamide gel clectrophoresis analysis suggested that the functional protein was a trimer of the 108 kDa identical subunits. The N-terminal amino acid sequence of the a-arabinofuranosidase was identified as X-Ser-Thr-Ala-Pro-Arg( \ulcorner )-Ala-Thr-Met-Val-Ile-Asp-X-Ala-Phe.

• BMB Reports
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• 제35권2호
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• pp.228-235
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• 2002

Methionine aminopeptidase (MetAP) catalyzes the removal of an amino-terminal methionine from a newly synthesized polypeptide. The enzyme was purified to homogeneity from Bacillus stearothermophilus (KCTC 1752) by a procedure that involves heat precipitation and four sequential chromatographs (including DEAE-Sepharose ion exchange, hydroxylapatite, Ultrogel AcA 54 gel filtration, and Reactive red 120 dye affinity chromatography). The apparent molecular masses of the enzyme were 81,300 Da and 41,000 Da, as determined by gel filtration chromatography and sodium dodecylsulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), respectively. This indicates that the enzyme is comprised of two identical subunits. The MetAP specifically hydrolyzed the N-terminal residue of Met-Ala-Ser that was used as a substrate, and exhibited a strong preference for Met-Ala-Ser over Leu-Gly-Gly, Leu-Ser-Phe, and Leu-Leu-Tyr. The enzyme has an optimal pH at 8.0, an optimal temperature at $80^{\circ}C$, and pI at 4.1. The enzyme was heat-stable, as its activity remained unaltered when incubated at $80^{\circ}C$ for 45 min. The Km and Vmax values of the enzyme were 3.0mM and 1.7 mmol/min/mg, respectively. The B. stearothernmophilus MetAP was completely inactivated by EDTA and required $Co^{2+}$ ion(s) for activation, suggesting the metal dependence of this enzyme.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권1호
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• pp.37-42
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• 1997

A bacterial strain L1 producing a thermostable esterase was isolated from soil taken near a hot spring and identified as Bacillus stearothermophilus by its microbiological properties. The isolated thermostable esterase was purified by ammonium sulfate fractionation, ion .exchange and hydrophobic interaction chromatographies. The molecular weight of the purified enzyme was estimated to be 50,000 by SDS-PAGE. Its optimum temperature and pH for hydrolytic activity against PNP caprylate were $85^{\circ}C$ and 9.0, respectively. The purified enzyme was stable up to $70^{\circ}C$ and at a broad pH range of 4.0-11.5 in the presence of bovine serum albumin. The enzyme was inhibited by phenylmethylsulfonyl fluoride and diethyl p-nitrophenyl phosphate, indicating the enzyme is a serine esterase. The enzyme obeyed Michaelis-Menten kinetics in the hydrolysis of PNPEs and had maximum activity for PNP caproate ($C_6$) among PNPEs ($C_2-C_12$) tested.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권2호
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• pp.111-116
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• 2003

Xylan 분해 균주인 Bacillus stearothermophilus No. 236 분리균의 $\beta$-xylosidase 생산 유전자(xylA)의 염기 서열 및 transcription start site를 결정한 이전 연구 결과에 의하면 xylA 유전자는 매우 특이하게 UUG codon에서 translation이 시작되며 initiation codon 15dp 윗쪽에는 promoter로 추정되는 염기 서열을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 이와 같은 xylA 유전자 promoter region의 구조는 E. coli에 클로닝된 xalA 유전자를 이용한 실험 결과로도 확인되었다. xalA promoter의 -10 element는 CATAAT로서 6개의 염기 중 5개가 그리고 -35 element의 경우는 TTGTTA로서 6개의 염기 중 4개가 consensus sequence와 일치되었으나 두 hexamer 사이의 거리가 최적 거리에서 크게 벗어난 12 bp인 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 $\beta$-xylosidase의 대량 생산을 위한 연구의 일환으로 xalA promoter sequence의 체계적 구조 변화에 의한 promoter strength에 미치는 효과를 E. coli와 B. subtilis두 숙주 세포에서 조사 분석해 본 결과, 첫째로 두 promoter elements사이의 거리를 최적거리인 17 bp로 바꾸었을 때 xalA의 발현율은 E. coli에서는 1.6배, B. subtilis에서는 2.5배 정도 증가함을 보여주었다. 그리고 -35 element는 consensus sequence와 같이 5'쪽에서 네번째 위치에 있는 T$\longrightarrow$A로 변이 시켰을 때 E. coli경우 2.3배, 특히 B. subtilis에서는 35배나 되는 가장 높은 promoter 활성의 증가를 보였다. 그러나 -10 sequence의 경우 consensus sequence와 같이 5' 쪽에서 첫번째 위치에 있는 C$\longrightarrow$T로 transition시켰을 때 예상외로 오히려 발현율이 5~15배까지 낮아지는 특이한 결과를 얻었다. 따라서 본 연구 결과 xalA promoter의 경우 -10 sequence인 CATAAT의 C와 -35 element의 두 염기가 promoter활성에 있어 가장 중요한 염기임을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권3호
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• pp.206-209
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• 2002

Bacillus stearothermophilus의 CCTase 유전자(cgtS) 대장균과 효모의 shuttle vector로서 항구적 promoter인 adh l promoter를 함유한 pVT103-U(6.9Kb)에 도입하여 재조합 plasmid pVT-CCTS (9.0Kb)을 구축하고 효모 숙주 S. cerevisiae 2805에서 발현시켰다. 재조합 균주의 항구적 발현계인 2805/pv7-CGTS의 최적 발현조건은 YP배지에 dextrose 2%, pH 5.5, 30"C에서 최적 발효조건이었으며, CCTase의 최대 발현량은 48시간 배양시 0.624unit/mL을 나타내었다. B. stearothermophilus의 signal peptide가 재조합 효모에서도 높은 분비효율을 나타내어서 발현된 효소의 87%가 세포 외로 분비 생산되었다.산되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권1호
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• pp.131-137
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• 2001

Previous work has identified that only the catabolite responsive element A (creA; previously called cre-2) out of two potential cre sequences (cre-1: nucleotide +160 to +173 and cre-2: +173 to +186), recognized within the coding region of the xylanaseA gene (xynA) of Bacillus stearothermophilus No.236, was actually, was actually involved in the carbon catabolite repression(CCR) of xynA expression in B. subtilis. However, the level of CCR of xynA expression in the original B.stearothermophilus No.236 strain (70-fold repression). Therefore, to search for an additional cre element in the promoter region, the upstream region of the xynA gene was subcloned by chromosome walking, and as a result, another potential cre element (nucleotide -124∼-137; designated creB) was recognized in this region. The cre-like sequence revealed a high homology to the cre consensus sequence. The xylanase activity of B. subtilis MW15 bearing pWPBR14 (containing creA and creB) cultured in a medium containing xylose as the sole carbon source was about 7.7 times higher than that observed for the same culture containing glucose. B. subtilis MW15 bearing pWPBR23 (containing only creA) produced an activity about 2.4 times higher. This pattern of CCR was confirmed using derivatives of xynA::aprA fusion plasmids. Furthermore, a measurement of the amounts of the xynA transcript showed a similar pattern as that for the production of xylanase. In addition, the synthesis of xylanase in B. subtilis QB7115 [a catabolite control protein A (ccpA) mutant strain] carrying pWPBR14 was almost completely relieved from glucose repression. Together, these results lead to a conclusion that the CCR of the expression of the xynA gene is mediated by CcpA binding at creA and creB sites in B. subtilis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권4호
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• pp.298-304
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• 2002

PCR방법을 기본으로 한 in vitro recombination과 대장균 cdd 돌연변이주에서의 발현을 통하여 family shuffling이 수행되었다. 고온성 Bacillus caldolyticu와 B. stearothermophilus 유래의 시티딘 디아미나제을 코드하는 cdd 유전자를 shuffling하였다. 이것을 대장균 cdd 돌연변이주에 형질전환 시킨 후 uraci이 없는 AB배지에서의 생존을 통하여 150개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었으며, 그 중 연구를 위하여 4주(SH1067, SH1077, SH1086, 및 SH1118)를 선택하였다. 선택한 4주의 염기서열을 분석한 결과, 수 회의 point mutation과 recombination이 각각 일어났음을 확인 할 수 있었다. 특히 SH1067의 경우,$ 80^{\circ}C$에서 B. stearothemophilus 에서 유래한 7101의 시티딘 디아미나제 활성과 비교하여 770배 이상의 증가를 보여주었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제15권2호
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• pp.104-111
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• 2002

호열균 B. stearotheymophilus으로부터 단백질 고차구조 형성을 촉진하는 내열성 PPIase를 정제하기 위해, 이 균체를 대량으로 배양 집균, 파쇄하여 효소활성을 측정하였다. 효소의 활성측정은 N-succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-p-nitroanilide(pAN)를 기질로 사용하였다. chymotrypsin은 기질 이성체(cis-trans 형)의 한쪽(trans)만을 특이적으로 분해하는 반응을 이용하여 PPIase 활성을 측정하였다. 호열균 추출시료로 부터 효소활성을 확인한 후, DEAE-sepharose CL-6B, Sephadex G-75로 정제 후, 최종적으로 Superose TM-12 (FPLC) gel-필트레이션으로 분자량 18kDa의 본 효소를 정제하였다. 정제한 효소의 화학적 특징을 조사한 결과 pH 7.5~8.0사이에 안정하였으며, 최적 pH는 8.0으로 나타났다. 그리고 $65^{\circ}C$에 30분간 열처리 후, 효소활성을 측정한 결과 50%이상의 잔존 활성을 갖는 내열성 효소임을 확인하였다. 정제 단백질의 N-말단 아미노산 분석은 Edman 분해법으로 39 아미노산 잔기를 결정하였다. 그리고 PPIase의 재구성(refolding) 반응은, 요소로 변성시킨 기질 RNase 1을 이용하여 이 단백질의 재구성 (refolding) 실험을 조사한 결과, PPIase는 변성 기질 RNase 1의 재구성(refolding)을 촉진하는데 높은 효과를 가지고 있었다. 호열균 유전자 라이브러리로부터 PPIase 유전자 약 3kb을 클로닝하였다. 재조합 플라스미드 cPI-40에서 프라이머(A-1, B-2)를 이용하여 PPIase N-말단을 코드하는 유전자를 PCR법으로 증폭하여, 염기배열을 결정한 결과 증폭된 단편은 165염기로 형성된 55 아미노산 잔기를 코드하는 open reading frame(ORF)가 연속되고 있었다. 그리고 Edman법으로 결정한 PPIase의 39아미노산 잔기가 이 배열내에 완전히 보존되어 있었다. 이 결과로부터 이 ORF는PPIase구조 유전자의 1/3에 해당하는 단편임을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권3호
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• pp.271-279
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• 1992

내알카리성 및 내열성 xylanase를 생산하는 토양분리균인 Bacillus stearothermophilus의 chromosomal DNA와 pBR322 plasmid DNA의 HindIII 절단 DNA 단편을 ligation 시켜 E.coli HB101들 형질전환, 약 5천개의 형질전환체를 얻었으며 이들 중에서 세개의 xylanase 양성 형질전환체를 분리하였다. 상기 세 xylanase 양성 형질전환체들로부터 분리한 제조합 plasmid(pMG11, pMG12 및 pMG13)는 다 같이 xylanase 활성과 관계되는 B.stearothermophilus 유래의 동일 4kb 외래 DNA를 가지고 있었으나, pMG13은 외래 DNA의 삽입 방향만이 다름을 확인하였다.