리그닌 분해에 관련된 효소 중 laccase는 구리 결합부위가, lignin peroxidase와 manganese peroxidase는 헴(heme) 결합부위의 아미노산 서열이 잘 보존된 단백질들이다. 국내에서 분리한 구름버섯(Trametes versicolor)을 대상으로 관련 유전자들의 보존된 지역의 염기서열을 근거로 중합연쇄반응(PCR)에 필요한 primer를 제작하였고, 이를 사용하여 해당 유전자의 조각을 확보하였다. 이를 pGEM-T vector에 cloning하고 그 염기서열을 분석한 결과 약 1.3 kb의 laccase조각은 다른 백색부후균의 laccase와 65~97%의 상동성을 보였다. 또한 185 bp의 lignin peroxidase 조각과 443 bp의 manganese peroxidase조각을 타 백색부후균의 효소들과 비교한 결과 각각 80~95% 및 61~83%의 상동성을 보였다.
백색부후균에 의한 리그닌의 분해양상을 검토하기 위해 리그닌 분해능이 우수하고 laccase활성이 높은 LKY-7 및 C. versicolor-13 균주와 manganese peroxidase 활성은 비교적 높으나 laccase활성이 전혀 나타나지 않는 LSK-27 균주로 lignosulfonate를 처리하였다. LKY-7 과 C. versicolor-13 균주에서는 lignosulfonate의 중합화 현상이 관찰되었으며 중합화는 laccase 활성 과 비례하는 것으로 나타났다. LSK-27 균주에서는 lignosulfonate의 고분자 영역이 분해되면서 탈중합화가 일어났으며 리그닌 분해 효소로는 manganese peroxidase만 검출되었다. 보조기질로 glucose를 첨가한 결과, LKY-7 균주에서는 laccase 활정이 각소하면서 중합화 현상이 어느 정도 감소하였으나 C. versicolor-13 균주는 laccase 활성의 증가와 함께 중합화도 촉진되는 것으로 나타났다. 또한 LSK-27 균주에서도 glucose 첨가에 의해 manganese peroxidase 활성이 증가되면서 lignosulfonate의 중합화가 관찰되었다. lignosulfonate 중합화에는 laccase 뿐만 아니라 manganese peroxidase도 관여하며 보조기질로서 탄소원의 종류도 영향을 미칠것으로 검토되었다.
Kim Yongho;Yeo Sumin;Kum Joohee;Song Hong-Gyu;Choi Hyoung T.
Journal of Microbiology
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제43권6호
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pp.569-571
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2005
White-rot fungi have the following enzyme systems for lignin degradation: laccase, lignin peroxidase and manganese peroxidase. There are other types of peroxidases related to lignin degradation, one of which we have cloned a cDNA gene of manganese-repressed peroxidase (MrP) in Trametes versicolor isolated in South Korea. The mrp transcript level has been decreased by $1{\mu}M\;of\;Mn^{2+}$.
Coriolus hirsutus LD-1 균주의 리그닌분해효소 활성과 몇몇 염료의 탈색능을 조사하였다. 백색부후균인 LD-1 균주는 laccase(16,388.9 U/L)와 manganese- dependent peroxidase (19.81 U/L)는 생산하였으나 lignin peroxidase를 생산하지 않았다. 균주를 염료와 함께 8일간 배양했을때 염료 RBBR과 염료 BB의 탈색율은 각각 70.2%와 98%로 나타났다. Manganese-dependent peroxidase는 8일간 배양 중 효소 활성은 매우 낮은 반면 laccase는 지속적으로 생산되어 대단히 높은 활성을 나타내었다. 백색부후균인 Coriolus hirsutus LD-1에 의한 염료의 탈색은 주로 laccase에 의한 것으로 사료되었다.
A visual method for the selective screen Eng of lignin degrading enzymes, produced by white rot fungi (WRF), was investigated by the addition of coloring additives to solid media. Of the additives used in the enzyme production media, guaiacol and RBBR could be used for the detection of lignin peroxidase (LiP), manganese peroxidase (MnP) and lactase. Syringaldazine and Acid Red 264 were able for the detection of both the MnP and lactase, and the LiP and laccase, respectively, and a combination of these two additives was able to detect each of the ligninases produced by the WRF on solid media.
In this study, we report the manganese peroxidase production ability from a Fusarium sp. strain using an inexpensive medium of agriculture residues of either rice straw or wood chips as carbon source. The highest manganese peroxidase activity on rice straw medium and on wood chips was 1.76 U/mL by day 9 and 1.91 U/mL by day 12, respectively.
좀구멍버섯균(Schizopora paradoxa)은 백색 부후 균으로 망간이 배지에 첨가되지 않으면 MNP와 GOX는 동시에 생성되지 않았으며 고농도의 망간 첨가시 (40ppm)에는 기본적 농도(11.15ppm)에 비해 MNP와 GOX가 모두 높은 활성을 보였다. 그러나 망간농도에 따른 균사생장량에는 별 차이가 없었다. 구리와 veratryl alcohol에 대해서도 같은 실험을 실시하였으나 농도에 따른 MNP와 GOX의 변화가 상관관계를 갖지 않는 것으로 나타났다. MNP와 GOX의 생성조절과 관련하여 cAMP의 영향을 조사한 결과 cAMP생성효소 억제제인 atropine을 농도별로 배양액에 첨가시 정도의 차이는 있었으나 MNP와 GOX생성이 동시에 억제되었다.
cDNA of the glx1 gene encoding glyoxal oxidase (GLX) from Phanerochaete chrysosporium was isolated and expressed in Pichia pastoris. The recombinant GLX (rGLX) produces $H_2O_2$ over 7.0 nmol/min/mL using methyl glyoxal as a substrate. Use of rGLX as a generator of $H_2O_2$ improved the coupled reaction with recombinant manganese peroxidase resulting in decolorization of malachite green up to $150{\mu}M$ within 90 min.
The roles of lignin peroxidase, manganese peroxidase, and laccase were inverstigated in the biodegration of pentachlorphenol (PCP) by several which rot fungi. The disappearance of pentachlorophenol from cultures of wild type strains, P. chrysosporium, Trametes sp. and of pentachlorophenol from cultures of wild type strains, P. cheysocporium, Trametes sp. and Pleurotus ap., was observed. The activities of mangnese peroxidase and laccase was detected in Trametes sp. and pleurotus sp. cultures. However, the activities showed that PCP was degraded under ligninolytic as well as nonligninoytic condicationg that lignin peroxidase, manganese peroxidase, and laccase are not essential in the biodegradation of PCP by white rot fungi.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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