• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1514-1519
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• 2009

A gene encoding the xylanase of Bacillus subtilis AMX-4 isolated from soil was cloned into Escherichia coli and the gene product was purified from the cell-free extract of the recombinant strain. The gene, designated xylA, consisted of 639 nucleotides encoding a polypeptide of 213 residues. The deduced amino acid sequence was highly homologous to those of xylanases belonging to glycosyl hydrolase family 11. The molecular mass of the purified xylanase was 23 kDa as estimated by SDS-PAGE. The enzyme had a pH optimum of 6.0-7.0 and a temperature optimum of $50-55^{\circ}C$. Xylanase activity was significantly inhibited by 5 mM $Cu^{2+}$ and 5 mM $Mn^{2+}$, and noticeably enhanced by 5 mM $Fe^{2+}$. The enzyme was active on xylans including arabinoxylan, birchwood xylan, and oat spelt xylan, but it did not exhibit activity toward carboxymethylcellulose or p-nitrophenyl-$\beta$-xylopyranoside. The predominant products resulting from xylan and xylooligosaccharide hydrolysis were xylobiose and xylotriose. The enzyme could hydrolyze xylooligosaccharides larger than xylotriose.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.147-152
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• 2009

Bacillus sp. A-6의 배양액의 상등액으로부터 한외여과와 5 mM sodium acetate, pH 5.0 용액으로 평형화된 SP-Sepharose column을 사용한 이온교환 크로마토그래피에 의해 xylanase를 정제하였다. Column에 흡착된 xylanase는 0.05 M NaCl 이하의 농도에서 용출되었다. 용출된 xylanase가 SDS-PAGE에서 단일 펩티드 밴드로 분리되어 순수함을 확인하였으며 oat spelt xylan을 기질로한 zymogram에서 xylan을 분해하는 밴드로 나타났다. Xylanase의 분자량은 SDS-PAGE에서 15,000이었고 겔여과 크로마토그래피에서 14,100 이었다. 박층막 크로마토그래피에서 xylanase가 oat spelt xylan을 xylobiose와 xylooligosaccharide로 분해함을 보였다. Xylanase를 가열할 때에 상대활성도가 $40^{\circ}C$에서 7시간 후에 80%로 감소하였으며 $60^{\circ}C$에서는 1시간 후에 40% 이하로 감소하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권7호
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• pp.1084-1092
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• 2015

In the present work, the in vitro prebiotic activity of xylooligosaccharides (XOS) derived from corn cobs combined with Lactobacillus plantarum, a probiotic microorganism, was determined. These probiotics exhibited different growth characteristics depending on strain specificity. L. plantarum S2 cells were denser and their growth rates were higher when cultured on XOS. Acetate was found to be the major short-chain fatty acid produced as the end-product of fermentation, and its amount varied from 1.50 to 1.78 mg/ml. The antimicrobial activity of XOS combined with L. plantarum S2 was determined against gastrointestinal pathogens. The results showed that XOS proved to be an effective substrate, enhancing antimicrobial activity for L. plantarum S2. In vivo evaluation of the influence of XOS and L. plantarum S2, used both alone and together, on the intestinal microbiota in a mouse model showed that XOS combined with L. plantarum S2 could increase the viable lactobacilli and bifidobacteria in mice feces and decrease the viable Enterococcus, Enterobacter, and Clostridia spp. Furthermore, in the in vitro antioxidant assay, XOS combined with L. plantarum S2 possessed significant 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, 2,2'-azino-bis, and superoxide anion radical-scavenging activities, and the combinations showed better antioxidant activity than either XOS or L. plantarum S2 alone.

• 한국균학회지
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• 제24권4호통권79호
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• pp.255-264
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• 1996

호알카리성 진균 Cephalosporium sp. RYM-202가 생산하는 alkaline xylanase (CX-III)의 작용에 의해 xylan 기질로부터 생성되는 주요 가수분해 산물은 xylobiose와 중합도가 4이상인 xylooligosaccharides이었다. 이 효소는 xylobiose에 대한 분해능을 가지고 있지 않지만 xylotriose로부터는 xylobiose를, xlyotetraose로부터 xylobiose와 xylotriose를 주산물로 형성하였다. 이러한 결과들은 CX-III가 transglycosidase 활성을 소유하는 전형적인 endo-type xylanase임을 보여준다. N-bromosuccinimide에 의한 CX-III의 화학적 변환 실험결과 효소 1분자 당 2개의 tryptophan 잔기가 활성에 관여하는 것으로 나타났다. 그러나 iodoacetamide 및 diethylpyrocarbonate에 의한 효소활성의 저해효과는 나타나지 않음으로써 이 효소의 활성부위에 cysteine과 histidine 잔기가 필수적이지 않음이 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제32권4호
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• pp.306-314
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• 1994

Xylan과 관련 다당류 (xylotriose, xylotetraose, arabinoxylotriose)에 대한 Trichoderma koningii ATCC 26113에서 분리된 xylanase II의 작용양상은 xylanase II가 endo-enzyme이고 transxylosidation의 활성을 가지고 있다고 보여진다. Xylanase II에 의해 형성된 반응산물을 $^1HNMR$ 분광법으로 분석한 결과는 본 효소에 의해 얻어진 xylooligosaccharides의 가수분해산물은 모두가 ${\beta}$-1,4-xylosidic linkage만을 가지고 있는 것으로 판명되었다. 본 효소를 iodoacetamide로 화학적으로 변형시켰을 때 효소 mole당 cysteine 잔기가 두 개가 활성에 필요한 것으로 보여졌으며, N-bromosuccinimide 로 처리하였을 때는 활성부위에 tryptophan 잔기가 여덟 개 존재하는 것으로 판명되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제30권4호
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• pp.710-716
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• 2001

본연구에서는 oligo당의 당뇨합병증 예방효과를 규명하기 위하여 올리고당 비공급군(DM군) xylooligo당 공급군(DM-XO군) isomaltooligo당 공급군(DM-IMO군) 및 fruc-tooligo당 공급군(DM-FO군)으로 나누어 각각 식이에 10% 씩 올리고당을 첨가하여 4주간 사육 후 STZ로 당뇨 유발한 후 다시 4주간 사육한 후 이당류 분해효소의 활성, 혈당, 장기무게 및 혈중 중성지질과 콜레스테롤 농도를 관찰하였다. 당뇨유발 실험군에서 체중증가량, 식이섭취량 및 식이효율은 올리고당의 영향은 없었다. 간장, 신장 및 소장무게에는 당뇨군에서 올리고당의 영향이 없었으나 맹장의 무게는 올리고당 비공급당뇨군(DM군)에 비해 DM-XO군과 DM-IMO군은 유의적으로 증가되었다. 당뇨쥐의 경구 당부하 검사에서 DM군에 비해 DM-FO군은 차이가 없었으나 DM-XO과 DM-IMO군들은 내당능 개선효과가 현저하였다. 혈당은 당뇨유발 2주 및 4주에서 DM군에 비해 올리고당 공급군에서 낮았고 그중에서도 DM-XO군이 가장 효과적이었다. 소장내 lactase 및 sucrase의 활성은 DM군에 비해 DM-XO 군과 DM-FO군에서만 유의적으로 감소되었다. 장통과시간은 DM군에 비해 DM-XO군에서 DM군에 비해 유의적으로 감소되었다. 혈청 총 콜레스테롤 농도는 DM군과 DM-FO군은 높았지만 DM-MO군과 DM-IMO군에서는 정상군과 유의적인 차이가 없었다. 결론적으로 oligo당은 당뇨쥐의 혈당 및 혈중 지질조성개선작용의 가능성이 있으므로 당뇨 합병증 예방의 기능성 식품으로서 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제46권3호
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• pp.308-312
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• 2010

대표적인 중호열성 방사선저항성 미생물인 Deinococcus geothermalis에는 다른 Deinococcus 속과 비교해 당대사 작용에 관여하는 유전자가 풍부하게 존재하는 특징이 있다. 본 연구에서는 D. geothermalis를 이용하여 xylan의 최적 분해조건을 확인하였고, beechwood xylan, birchwood xylan 및 oat spelt xylan의 최종 분해산물을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 기질의 종류에 따른 당화율을 비교한 결과 beechwood xylan, birchwood xylan 그리고 oat spelt xylan 순서로 당화율이 높게 나타났다. D. geothermalis를 이용한 xylan의 최적 분해조건인 $40^{\circ}C$, pH 8.0 그리고 마그네슘 이온을 첨가하였을 때 당화율이 7.5배 증가하였다. Beechwood xylan과 birchwood xylan의 최종 분해산물은 xylose, xylobios, xylotriose, xylotetraose, xylopentaose, 그리고 xylohexalose였으며, xylose의 함량이 가장 높았다. 또한 oat seplt xylan의 최종 분해산물은 xylose, xylopentaose 그리고 xylohexalose가 생성되었다. Xylan의 효율적인 당화를 위하여 전처리 방법으로서 방사선조사를 하였고, 방사선조사 후 D. geothermalis에 의한 beechwood xylan, birchwood xylan 그리고 oat spelt xylan의 당화율이 증가하였다. 본 연구를 통하여 D. geothermalis 및 방사선을 이용한 전처리 방법이 xylooligosaccharides를 생산하는데 유용함을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.43-50
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• 2017

본 연구로부터 WJ-1 균주는 제주도에서 수집된 토양샘플로부터 동정되었는데, 형태분화관찰 및 16S rRNA 유전자 염기서열분석과 DNA-DNA hybridization 분석을 통하여 S. glaucescens의 신아종으로 분류되었다. 균주 WJ-1의 주요 cellular fatty acid와 게놈내 G+C 농도는 각각 $C_{15:0}$ anteiso (42.99%)와 74.73 mol%였다. 이 균은 배양액으로부터 준비된 조효소액의 xylanase 활성은 중성 pH 조건 및 $55^{\circ}C$에서 활성이 가장 높았다. S. glaucescens의 조효소액을 이용하여 xylan으로부터 xylotriose 및 xylotetraose를 포함하는 xylooligosaccharide를 제조할 수 있다. 본 연구는 S. glaucescens의 아종에 관한 최초의 보고이며, 관련 종에서 xylanase 활성에 관한 최초의 보고이다. 본 연구 결과로부터, WJ-1 균주는 lignocellulosic biomass의 이용 및 기능성 xylooligosacchade 생산에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제30권6호
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• pp.1190-1196
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• 2001

고콜레스테롤 식이 횐쥐에서 xylooligo당이 간장에서의 콜레스테롤대사에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험동물은 100$\pm$10g의 Sprague-Dawley 횐쥐를 이용하여 정상 식이군과 1% 고콜레스테롤 실험군으로 나누고 다시 실험군은 1%의 고콜레스테롤 식이에 xylooligo당을 0%, 5%, 10% 및 15% 농도 첨가군(C, C5XO, C10XO 및 C15XO군)으로 나누어 4주간 자유섭식시킨 후 콜레스테롤 대사 개선효과를 알아보았다. 간조직중의 중성지방과 콜레스테롤함량은 정상군에 비해 C군에서는 각각 3.9배, 20배씩 증가되었으며 C군에 비해 C10XO군은 거의 절반으로 감소되었다. 간조직의 HMG-CoA reductase 활성은 정상군에 비해 C군은 45% 감소되었으나, xylooligo당 공급군에서는 정상군 수준이었다. 간조직중의 지방산 조성은 oleic acid( $C_{18:1}$)과 linoleic acid( $C_{18:2}$)은 정상군에 비해 C군에서 유의적(p<0.05)으로 증가되었고, ara chidonic acid( $C_{20:4}$)는 감소되었으나 xylooligo당 공급으로 증가되었다. 총포화지방산(SFA)은 정상군에 비해 고콜레스테롤 식이로 인해 감소되 었으나, xylooligo당 공급으로 정상화되었다. 고콜레스테롤군에서는 총 단일불포화지방산(MUFA)은 증가되었으나, xylooligo당 공급으로 감소되었다. 항혈전지수인 n-3/n-6 지방산 비는 정상군에 비해 C군에서 감소되었으나, xylooligo당 10% 공급군에서는 C군에 비해 유의적으로 증가하였다. 결론적으로 식이 xylooligo당은 고콜레스테롤 식이로 인한 고콜레스테롤 혈증이나 고지혈증의 위험인자인 콜레스테롤을 감소시킬 수 있는 콜레스테롤 대사 개선 기능이 우수하므로 기능성 식품 신소재나 식이섬유의 대용품으로도 활용될 수 있으리라 생각된다.다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.158-166
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• 2020

Paenibacillus woosongensis의 xylanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Xylanase 유전자는 xyn10A로 명명되었으며, 481 아미노잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,446개 뉴클레오티드로 구성되었다. 추론된 아미노산 배열에 따르면 Xyn10A는 glycosyl hydrolase family 10 xylanase와 상동성이 높은 활성영역과 카르복실 말단에 탄수화물을 결합하는 것으로 추정되는 영역이 포함된 다영역 효소로 확인되었다. DEAE-Sepharose와 Phenyl-Separose 컬럼 크로마토그래피 과정을 통해 P. woosongensis xyn10A 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 Xyn10A를 정제하였다. 정제된 Xyn10A의 아미노 말단 배열이 GIANGSKF로 결정되었으며 이는 SignalP5.0 server로 예측된 signal peptide의 다음 아미노산 배열과 정확하게 일치하였다. 정제된 Xyn10A는 33 kDa 크기의 절단된 단백질이며 균체내 분해에 의해 카르복시 말단에서 CBM이 제거된 것으로 판단된다. 정제된 효소는 최적 pH와 온도가 6.0과 55-60℃이며 oat spelt xylan에 대한 반응 동력학적 계수 V_max와 K_m이 298.8 U/mg과 2.47 mg/ml로 각각 나타났다. 효소는 birchwood xylan이나 oat spelt xylan보다 arabinoxylan에 대한 활성이 높았으며 para-nitrophenyl-β-xylopyranoside에 대해 낮은 활성을 보였다. Xyn10A의 활성은 Cu²⁺, Mn²⁺과 SDS에 의해서 크게 저해되었으며 K⁺, Ni²⁺과 Ca²⁺에 의해는 상당하게 증진되었다. 또한 이 효소는 xylobiose 보다 중합도가 큰 자일로올리고당을 분해하였으며, 자일로올리고당의 최종 가수분해 산물은 xylose와 xylobiose로 확인되었다.