• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권2호
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• pp.163-170
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• 1991

Production of cyclodextrin (CD) directly from raw corn starch without liquefaction using cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) was carried out in an agitated bead reaction system. Similar CD yield and production rate comparable with those of conventional method using liquefied starch were obtained. Especially high purity-CD in the reaction mixture without accumulation of malto-oligosaccharides was obtained. The maximum 54g/l of CD was obtained at raw starch concentration of 200g/l. CD yield was inversely proportional to raw starch concentration, and conversion yield was 0.48 at substrate concentration of 100g/l. The optimal amount of enzyme (CGTase unit/g raw starch) was found to be around 6.0. Granular structure of raw starch degraded by CGTase was observed by SEM in order to investigate the enhancing mechanism, along with those of acid or alkali pretreated raw starch, amylose, and amylopectin. Kinetic constants of CGTase on raw starch in an agitated bead reaction system were evaluated, and CGTase was competitively inhibited by CD.

• 생명과학회지
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• 제14권5호
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• pp.794-799
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• 2004

Bacillus subtilis NAl/pKBl으로부터 생산된 cyclodextrin glucanotransferase (CGTase)는 cyclodextrin (CD)의 생산에 이용되었으며, 이에 사용된 CGTase는 ion-exchange chromatography와 gel filtration chromatography에 의해 정제되었다. 정제된 CGTase는 pH 6.0-7.0 범위, 60-$70^{\circ}C$에서 최대 활성을 나타내었으며, 다양한 이온결합성 고정화 담체를 이용하여 정제 효소의 고정화를 실시한 결과, 강염기성 음이온교환수지인 Amberlite IRA-900이 가장 우수한 고정화 효율을 나타내었다. 고정화된 효소는 pH 6.0, $60^{\circ}C$에서 최대 활성을 나타내었고, 그 활성이 약 1개월간 유지되어 cyclodextrin을 생산하기 위한 연속반응기내에서 장기간 사용이 가능함을 알 수 있었다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제2권2호
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• pp.97-100
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• 1997

Cyclodxtrin homologues(CDs), produced by cyclodextrin glycosyltransferase(CGTase), were simultaneously partitioned in aqueous two-phase system(ATPS). Partition coefficients of CDs were measured in PEG/dextran systems. Phosphate, citrate, sulfate were tested as salt. ATPS of PEG/salt and PEG/dextran had the partition coefficients of the CDs, larger than unity. However, PEG/dextran system was observed better than PEG/salt as CGTase activity decreased sharply with salt concentration. Enzymatic rection occurred mainly in PEG-rich bottom phase because of the low partition coefficient of CGTase. The resulting CDs transferred to the PEG-rich top phase, obeying the diffusional partition. In the ATPS of 7% PEG(M.W.40, 000), 7mg/ml of CDs were obtained in top phase at 4.5 hours.

• 생명과학회지
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• 제14권1호
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• pp.121-125
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• 2004

E. coli에서 B. macerans 유래 cyclodextrin glucanotransferase (CGTase)의 활성형 생산에 GroEL/ES chaperone과의 공발현과 저온 배양의 공동작용 효과에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 cgt와 groEL/ES 유전자를 발현하는 pTCGTl과 pGroll은 각각 T7 promoter와 Pzt-1 promoter에 의해 조절되고 이들을 E. coli에 도입시켰다. 대수증식기 초기(2 hr)와 대수증식기 중기(3 hr)에 tetrarycline 10 ng/ml 과 IPTG 1 mM을 첨가하여 각각의 유전자를 발현시켰다. CGTase활성과 specific artivity 측정 시 $37^{\circ}C$에서 pTCGTl 단독 발현 보다 $25^{\circ}C$에서 chaperone과 함께 발현시킨 경우 2배나 높은 활성이 측정됐으며, SDS-PACE 분석결과 $37^{\circ}C$에서 단독 발현 시킬경우 20% 정도 가용성 형태로 발현되던 것이 $25^{\circ}C$에서 chaperone과 공발현 시에는 거의 3.5배가 넘는 69%가 가용성으로 전환됨을 알 수 있었다. 이와 같이 분자 chaperone과 $25^{\circ}C$에서의 저온 배양은 E. coli에서 활성형질 가용성 CGTase의 생산 증가에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권1호
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• pp.6-11
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• 1994

토양에서 분리한 Bacillus sp. I-5의 cyclodextrin glucanotransferase(CGTase)는 ${\beta}-$ 및 ${\gamma}-cyclodextrin(CD)$를 주로 생성하는 효소로서 최적 반응조건은 pH 8.0, $50^{\circ}C$에서 최적 반응이었다. 생성되는 CD의 조성비는 buffer 용액에 따라 영향을 받았으며 sodium acetate의 농도를 200mM로 하였을 때 ${\gamma}-CD$의 생성은 35% 가량 증가하였다. 기질인 가용성 전분의 DE value에 따라 CD의 생성이 달라져 $3.5{\sim}6.0$범위의 DE value의 전분을 기질로 사용하였을 때 CD이 가장 많이 생성되었다. CD을 연속적으로 생산하기 위하여 CGTase를 가역적으로 용해-침전되는 담체인 hydroxypropyl methylcellulose acetate succinate에 고정화하였고 고정화된 CGTase는 pH 7.5에서 물에 용해되고 pH 6.0에서 쉽게 침전되는 특성을 나타내었다. CD의 연속적 생산은 고정화된 CGTase에 의한 CD의 생산, 반응하지 않은 기질을 glucose로 분해, glucose를 알코올로 발효시키는 단계로 하는 효소반응기를 개발하여 최종적으로 CD 혼합액과 에탄올이 생성되도록 하였다. 10%의 가용성 전분으로부터 생산된 전체 CD의 양은 3.65g이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권4호
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• pp.293-297
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• 2002

효모 S. cerevisiae에서 B. stearothermophilus 유래의 CGTase를 발현 생산하였으며, 분비, 생산된 단백질을 정제하여 그 특성을 조사하였다. 재조합 효모 S. cerevisiae 2805/pVT- CGTS가 생산하는 CGTase의 분자량은 효모에서 발현될 때 고당쇄가 부가되어 야생형의 68kDa에 비해 15-160% 증가된 약 78-178 kDa으로 나타났다. 효모 S. cerevisiae에서 발현된 CGTase의 효소반응 최적활성조건은 pH7.0, $65^{\circ}C$였고, 열안정성에 있어서 $75^{\circ}C$에서 약 90%의 잔존활성을 가질 정도로 내열성이 개선되었다. 효모 S. cerevisiae에서 발현된 CGTase는 5% soluble starch를 기질로 약 40.2%의 CD 전환율 및 3 : 6 : 1의 $\alpha$-, $\beta$-, ${\gamma}$-CD의 생산 비율을 나타내어 야생형과 별다른 변화가 없었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권4호
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• pp.368-376
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• 2003

AA를 AA-2G로 전환하는 CGTase를 고정화하여 AA-2G 대량 생산의 가능성을 고찰한 결과, CNBr-sepharose 4B가 가장 효과적인 담체로 판명되었고, CGTase의 고정화 최적 조건과 고정화 CGTase에 의한 AA-2G 생산의 최적조건 및 재사용성을 검토하였다. 최적 고정화 조건은 효소량 24,000 units/g resin으로 9시간 반응하여 약 18,000 units/g resin의 최고 고정화율을 얻을 수 있으며, pH 5.0(50 mM sodium citrate buffer)용액에 12% AA-Na와 8% soluble starch를 기질로 하여 800 units/ml의 고정화 CGTase를 첨가한 후 $37^{\circ}C$에서 100 rpm으로 교반하면서 25시간 반응하여 약 18 mM의 AA-2G 최고량을 얻을 수 있었다. 또한 0.015 mM의 $CaCl_2$를 첨가하여 고정화 CGTase의 재사용성을 관찰한 결과, 5회까지 50% 이상의 AA-2G 생산율로서 그 가능성을 입증할 수 있었다. 그리고 효소의 재사용성이란 측면에서, 본 고정화의 다른 한 방법인 ultrafiltration(한외 여과)에 의해서는 Millipore사의 YM 10 membrane을 이용하여 먼저 단백질량과 효소 활성 변화를 측정하여 그 가능성을 확보할 수 있었으며, 기질 20 ml을 사용하여 AA-2G를 생성시킨 후, 한외여과에 의해 효소만을 회수하여 연속 반응해 본 결과 8회까지 50%의 생성률을 유지하였다. 따라서 한외 여과는 CNBr-sepharose 4B와 함께 효율적인 고정화의 한 방법으로 판명되었으며, 앞으로 이들 고정화 효소를 이용한 연속 반응 시스템의 구축이 뒤따라야 할 것이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제29권1호
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• pp.49-56
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• 2000

The 2-O-$\alpha$-D-glucopyranosyl L-ascorbic acid (AA-2G) which was enzymatically glucosylated with the cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) [EC 2.4.1.19] from Bacillus sp. JK-43 has been reported previously. The presnet experiments examined the optimal conditons for the productio of AA-2G from AA and soluble starch, and characterized the properties of the CGTase from Bacillus sp. JK-43. The reaction mixture for the maximal production of AA-2G was followings; 12% total substrate concentration, 1,400 usits/mL of CGTase and a mixing ratio of 2 : 3(g or AA : g of soluble starch). Under this condition, 1.76mM of AA-2G, which corresponded to 2.53% yield based on AA, was produced after incubation for 24hrs at 45$^{\circ}C$ (pH 5.5). The optimum pH and temperature for the CGTase activity were 6.0 and 45$^{\circ}C$, respectively. The enzyme was stable at pH 5.5 to 9.5, and at temperature up to 5$0^{\circ}C$. The thermostability of the enzyme could be enhanced up to 6$0^{\circ}C$ by the addition of 30mM CaCl2.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권9호
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• pp.1388-1393
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• 2014

선행연구에서 얻은 alkalophilic Bacillus I-5 유래의 CGTase wild-type과 가수분해능이 강화된 mutant 효소를 활용하여 waxy rice starch로부터 아밀로펙틴 클러스터를 제조하였다. SEC-MALLS-RI 분석법으로 CGTase wild-type과 mutant 효소가 처리된 시료의 평균 분자량을 확인한 결과 10분가량의 효소반응으로 두 반응 모두 평균 분자량은 $10^4{\sim}10^5Da$으로 급격히 감소하였음을 확인하였으며, 일정 반응 시간이 경과한 이후에는 더 이상 분자량의 감소가 일어나지 않음으로 미루어 시료가 아밀로펙틴 클러스터 단위로 분해되었으며 그 분자량은 $10^4{\sim}10^5Da$ 정도임을 알 수 있다. 또한 MALDI-TOF/MS 분석을 통하여 CGTase wild-type은 다양한 종류의 cyclic 형태의 maltodextrin을 생성하고 있으며 mutant 효소는 주로 소량의 maltooligosaccharide 들을 생산함을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권3호
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• pp.411-416
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• 2002

Bacillus macerans cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) was expressed on the cell surface of Saccharomyces cerevisiae by fusing with Aga2p linked to the membrane-anchored protein, Aga1p. The surface display of CGTase was confirmed by immunofluorescence microscopy and its enzymatic ability to form ${\alpha}$-cyclodextrin from starch. The maximum surface-display of CGTase was obtained by growing recombinant S. cerevisiae at $20^{\circ}C$ and pH 6.0. S. cerevisiae cells displaying CGTase on their surface consumed glucose and maltose, inhibitory byproducts of the CGTase reaction, to enhance the purity of produced cyclodextrins. Accordingly, the experimental results described herein suggest a possibility of using the recombinant S.cerevisiae anchored with bacterial CGTase on the cell surface as a whole-cell biocatalyst for the production of cyclodextrin.