• 제목/요약/키워드: cellobiose

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$\beta$-glucosidase의 고정화와 효소 반응특성 (Immobilization of $\beta$-glucosidase and properties of Immobilized Enzyme)

  • 정의준;이상호이용현
    • KSBB Journal
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    • 제5권2호
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    • pp.141-149
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    • 1990
  • Aspergillus niger유래의 $\beta$-glucosidase를 (1)glutarald-ehyde를 가교제로 한 chitin과 chitosan담체에 covalent linkage (2)Amberite IRA93과 DEAE-cellulose담체에 succinylation시킨 후 흡착, 그리고 (3)alginarte, polyacry-lamide를 각종 가교제를 이용 entrapment등의 방법으로 고정화 하였다. Glutaraldehyde를 가교제로써 chitosan을 활성화시킨후 $\beta$-glucosidase를 고정화 시켰을때 효소활성 회수율이 31.5%로 가장 높았고, 또한 column형 반응기에서의 15일 경과 후 효소활성 유지도도 69%로서 가장 우수하였다. 또한 succinylation시킨 효소를 Amberite IRA93 담체에 흡착시켰을 때 효소활성 회수율은 24.7%였고 효소 활성유지도는 62%였다. 반면에 entra-pment 방법에 의한 $\beta$-glucosidase의 고정화는 효소의 계속적인 용출로 $\beta$-glucosidase의 고정화에는 적합하지 않았다. Chitosan담체에서의 고정화 최적조건을 조사한 결과 가교제인 glutaraldehyde의 최적농도는 0.4%였고, glutaraldehyde의 최적 반응 pH는 4.8이었다. 또한 column형 반응기를 이용하여 cellobiose로부터 glucose로의 전환율을 조사하여 고정화 효소의 효용성을 검토하였다.

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Penicillium verruculosum의 Xylan분해활성도의 생성에 대한 Xylan의 영향 (Effect of Xylan on Production of Xylanolytic Activity from Penicillium verruculosum)

  • 조남철;정두례;유영균
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.423-427
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    • 1992
  • Penicillium verruculosum을 xylan을 함유한 액체배지에서 26일간 배양하면서 xylan 분해활성도를 비롯한 몇 가지 변화를 관찰하였다. Xylan과 PNPX 분해활성도는 단백질량의 증가와 함께 배양 8일까지 급격히 증가하였으나 배양액 중의 환원당의 변화와는 비례하지 않았다. 배양 12일째의 배양상징 액을 탄소원으로서 cell-obiose octaacetate를 가한 배양상징액과 함께 전기영동하였을때 서로 다른 단백질 분포양상을 보였으며 본 배양상징액에 있어 섬유소 성분들에 대한 분해활성도는 거의 나타나지 않은 반면 xylan에 대해서는 매우 높은 활성도를 나타냈다. 배양 상징 액에 xylan을 가했을 때 반응 생성물로서 xylose와 xylobiose를 비롯하여 소당류들이 생성됨으로서 endo-type의 분해활성도로 추정 되었으며 이 때 xylobiose가 가장 많은 비율을 차지했다. Xylan과 PNPX분해 활성도에 대한 배양 상징액의 최적온도는 각각 50~6$0^{\circ}C$와 60~7$0^{\circ}C$였으며 최적pH는 각각 3.0-4.0과 4.0-5.0이었다.

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Characterization of Fusarium oxysporum Isolated from Paprika in Korea

  • Cha, Sang-Do;Jeon, Young-Jae;Ahn, Geum-Ran;Han, Jae-In;Han, Kap-Hoon;Kim, Seong-Hwan
    • Mycobiology
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    • 제35권2호
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    • pp.91-96
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    • 2007
  • In the present study we first report in Korea the identification and characterization of Fusarium oxysporum isolated from rotten stems and roots of paprika (Capsicum annuum var. grossum) at Masan, Kyungsangnamdo in 2006. The fungal species produced white aerial mycelia accompanying with dark violet pigment on PDA. The optimal temperature and pH for the growth of the species was $25^{\circ}C$ and pH 7, respectively. Microscopic observation of one of isolates of the species shows that its conidiophores are unbranched and monophialides, its microconidia have oval-ellipsoidal shape with no septate and are of $3.0{\sim}11{\times}1.5{\sim}3.5\;{\mu}m$ sizes, its macroconidia are of $15{\sim}20{\times}2.0{\sim}3.5\;{\mu}m$ sizes and have slightly curved or slender shape with $2{\sim}3$ septate. The results of molecular analysis show that the ITS rDNA of F. oxysporum from paprika shares 100% sequence identity with that of known F. oxysporum isolates. The identified species proved it's pathogenicity by causing rotting symptom when it was inoculated on paprika fruits. The growth of F. oxysporum from paprika was suppressed on PDA by agrochemicals such as benomyl, tebuconazole and azoxystrobin. The identified species has the ability of producing extracelluar enzymes that degrade cellobiose and pectin.

Crystal Structure of Hypothetical Fructose-Specific EIIB from Escherichia coli

  • Park, Jimin;Kim, Mi-Sun;Joo, Keehyung;Jhon, Gil-Ja;Berry, Edward A.;Lee, Jooyoung;Shin, Dong Hae
    • Molecules and Cells
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    • 제39권6호
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    • pp.495-500
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    • 2016
  • We have solved the crystal structure of a predicted fructose-specific enzyme $IIB^{fruc}$ from Escherichia coli ($EcEIIB^{fruc}$) involved in the phosphoenolpyruvate-carbohydrate phosphotransferase system transferring carbohydrates across the cytoplasmic membrane. $EcEIIB^{fruc}$ belongs to a sequence family with more than 5,000 sequence homologues with 25-99% amino-acid sequence identity. It reveals a conventional Rossmann-like ${\alpha}-{\beta}-{\alpha}$ sandwich fold with a unique ${\beta}$-sheet topology. Its C-terminus is longer than its closest relatives and forms an additional ${\beta}$-strand whereas the shorter C-terminus is random coil in the relatives. Interestingly, its core structure is similar to that of enzyme $IIB^{cellobiose}$ from E. coli ($EcIIB^{cel}$) transferring a phosphate moiety. In the active site of the closest $EcEIIB^{fruc}$ homologues, a unique motif CXXGXAHT comprising a P-loop like architecture including a histidine residue is found. The conserved cysteine on this loop may be deprotonated to act as a nucleophile similar to that of $EcIIB^{cel}$. The conserved histidine residue is presumed to bind the negatively charged phosphate. Therefore, we propose that the catalytic mechanism of $EcEIIB^{fruc}$ is similar to that of $EcIIB^{cel}$ transferring phosphoryl moiety to a specific carbohydrate.

섬유소의 연속 효소 가수분해를 위한 순환식 기포탑 반응기의 설계 (Design of Recycle Bubble Column Reactor for Continuous Enzymatic Hydrolysis of Cellulose)

  • 김춘영;홍석표정봉우이태원
    • KSBB Journal
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    • 제5권1호
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    • pp.59-67
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    • 1990
  • 생성물의 분리 및 효소의 회수를 위하여 수평흐름 한외여과장치를 부착한 기포탑에서 섬유소의 연속적인 효소 가수분해 반응을 연구하였다. 기포탑을 효소 가수분해 반응 공정에 이용할 경우 기체유속의 범위는 1-3cm / sec로 기포의 합체현상이 발생하지 않는 dispersed bubble flow 영역이 적합하며 혼합도 거의 완전하게 이루어짐을 확인하였다. 효소 회수장치에 한계분자량이 $10^4$인 여과막을 사용하였을 경우 효소의 활성이 저하되지 않은 채 대부분이 회수되었고 glucose 및 cellobiose의 배제율은 0이었다. 따라서 수평흐름 한외 여과장치는 효소의 연속회수장치로 작합하였으며 반응생성물이 연속적인 분리로 섬유소의 당화율을 증가시켰다. 화분식 반응의 경우 반응시간이 8시간이내에서 실험치는 성능식에 잘 부합되었으나 반연속식 및 연속식 반응의 경우에는 이론값과 차이가 있었다. 이는 반응기 내에서의 효소의 변성에 기인된다. 반연속식 및 연속식 반응의 경우 희석율을 증가시킴에 따라 전환율은 증가하나 반응액중의 환원당의 농도는 낮아진다. 따라서 적정한 기질 공급속도 및 희석율은 효소의 회수비용, 생성물의 농축비용 및 기질의 공급비용등의 경제적 요소를 고려하여 판단하여야 한다. 이상의 결과로부터 수평흐름 한외여과장치를 효소 회수장치로 기포탑에 응용할 경우, 효소의 재사용이 가능할 뿐 아니라 당화율을 증가시킴으로서 연속반응기로 효과적이라고 판단되었다.

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Characterization of Carboxymethylcellulase(CMCase) Produced by Recombinant E. coli Containing CMCase Gene for Cellulomonas sp. YE-5

  • Park, Sung-Won;Her, Nam-Yun;Kim, Dong-Seob;Park, Sun-Jin;Lee, Han-Seung;Park, Hak-Jong;Yu, Ju-Hyun
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제2권2호
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    • pp.174-179
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    • 1997
  • CMCase produced by recombinant E. coli JM109 (pCEH#4) containing CMCase gene from Cellulomonas sp. YE-5 was purified to 24.3 fold and 2.6% yield by ammoniumsulfate precipitation, DEAE-cellulose column chromatography and gel filtration on Sephadex G-100. The optimum pH and temperature for CMCase activity were pH 7.0 and 5$0^{\circ}C$. The enzyme was stable between pH 5.0 and 10.0, and up to 6$0^{\circ}C$. The molecular weight of he enzyme was estimated to be approximately 40,000 daltons by SDS-PAGE. Analysis of the amino acid composition showed that the enzyme contained many glycines and acidic amino acids. The enzyme was an endo-type CMCase and the final enzyme reaction product from hydrolysis of Cm-cellulose by the enzyme was cellobiose. {TEX}$K_{M}${/TEX} value determined with CM-cellulose was 1.28mM.

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Enzymatic Synthesis of β-Glucosylglycerol and Its Unnatural Glycosides Via β-Glycosidase and Amylosucrase

  • Jung, Dong-Hyun;Seo, Dong-Ho;Park, Ji-Hae;Kim, Myo-Jung;Baek, Nam-In;Park, Cheon-Seok
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제29권4호
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    • pp.562-570
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    • 2019
  • ${\beta}$-Glucosylglycerol (${\beta}-GG$) and their derivatives have potential applications in food, cosmetics and the healthcare industry, including antitumor medications. In this study, ${\beta}-GG$ and its unnatural glycosides were synthesized through the transglycosylation of two enzymes, Sulfolobus shibatae ${\beta}$-glycosidase (SSG) and Deinococcus geothermalis amylosucrase (DGAS). SSG catalyzed a transglycosylation reaction with glycerol as an acceptor and cellobiose as a donor to produce 56% of ${\beta}-GGs$ [${\beta}$-$\text\tiny{D}$-glucopyranosyl-($1{\rightarrow}1/3$)-$\text\tiny{D}$-glycerol and ${\beta}$-$\text\tiny{D}$-glucopyranosyl-($1{\rightarrow}2$)-$\text\tiny{D}$-glycerol]. In the second transglycosylation reaction, ${\beta}$-$\text\tiny{D}$-glucopyranosyl-($1{\rightarrow}1/3$)-$\text\tiny{D}$-glycerol was used as acceptor molecules of the DGAS reaction. As a result, 61% of ${\alpha}$-$\text\tiny{D}$-glucopyranosyl-($1{\rightarrow}4$)-${\beta}$-$\text\tiny{D}$-glucopyranosyl-($1{\rightarrow}1/3$)-$\text\tiny{D}$-glycerol and 28% of ${\alpha}$-$\text\tiny{D}$-maltopyranosyl-($1{\rightarrow}4$)-${\beta}$-$\text\tiny{D}$-glucopyranosyl-($1{\rightarrow}1/3$)-$\text\tiny{D}$-glycerol were synthesized as unnatural glucosylglycerols. In conclusion, the combined enzymatic synthesis of the unnatural glycosides of ${\beta}-GG$ was established. The synthesis of these unnatural glycosides may provide an opportunity to discover new applications in the biotechnological industry.

셀룰로스분해 신규 해양미생물 Seonamhaeicola sp. S2-3의 분리 및 동정 (Isolation and Characterization of a New Cellulase-producing Marine Bacterium, Seonamhaeicola sp. S2-3)

  • 김다솜;지원재
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.539-546
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    • 2020
  • A cellulolytic bacterial strain, S2-3, was isolated from sea water collected in Jeju island, Republic of Korea. The strain was aerobic and gram negative, and formed yellow colored colonies on marine agar medium. S2-3 cells were long rod-shaped, 0.5 × 0.25 ㎛ (width x length) in size, and did not have flagella. The optimal growth conditions for S2-3 were 30-35℃ and pH 6.5-7.0. Analysis of the 16S rRNA gene sequence of S2-3 revealed that it had the highest identity with those of Seonamhaeicola algicola Gy8 (97.08%), Hyunsoonleella udonensis JG48 (95.01%), and Aestuariibaculum scopimerae I-15 (94.86%). In phylogenetic analysis, S2-3 formed the same clade as S. algicola Gy8, implying that S2-3 belongs to the genus Seonamhaeicola. The major fatty acids (>10%) comprised C15:1 iso G (22.29%), C15:0 iso (17.71%), C17:0 iso 3OH (16.06%), and C15:0 iso 3OH (10.7%), resulting in quite different ratio of the component from those of S. algicola Gy8. Moreover, its biochemical characteristics, including acid production and enzyme activities, were different from those of S. algicola Gy8. Therefore, putting all these results together, we concluded S2-3 is distinct species from S. algicola Gy8, and thus named it Seonamhaeicola sp. S2-3. In liquid culture, S2-3 produced extracellular cellulases that can hydrolyze cellulose or cellooligosaccharides into cellobiose, which is a good enzyme resource that deserves further research.

Soybean Oil 및 Flaxseed Oil 첨가 배양시 탄수화물 첨가수준에 의한 반추미생물의 Bio-hydrogenation과 CLA 생성에 미치는 효과 (Effect of the Level of Carbohydrates on Bio-hydrogenation and CLA Production by Rumen Bacteria When Incubated with Soybean Oil or Flaxseed Oil In vitro)

  • 최성호;임근우;김광림;송만강
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권4호
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    • pp.521-532
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    • 2006
  • 본 실험은 대두유 또는 아마유를 in vitro 방법으로 배양 할 때, 탄수화물원의 첨가수준이 반추위 박테리아에 의한 bio-hydrogenation과 CLA 생성에 미치는 효과를 조사하였다. 4수준(0%, 0.3%, 0.6% 그리고 0.9%, w/v)의 혼합된 탄수화물원(glucose, cellobiose, soluble starch, 1:1:1, w/w/w)과 두 종류의 oil을 cellulose powder에 흡착시킨 형태로 각각 60mg씩 인공타액(120ml)과 반추위액(30ml)이 혼합된 배양액(150ml)에 넣은 다음 39℃에서 12시간동안 혐기적으로 배양하였다. 배양액의 pH와 암모니아 농도는 두 종류 oil을 첨가한 배양액 모두에서 탄수화물원의 첨가 수준이 높을수록 pH와 암모니아 농도가 낮았다(P<0.05). 탄수화물원의 첨가 수준이 증가할수록 total VFA 생성량 역시 증가되었으나(P<0.01) 첨가한 oil 간의 차이는 없었다. 배양시간이 경과됨에 따라 탄수화물원의 첨가수준이 높을수록 propionate의 조성비율이 증가된 반면(P<0.001) acetate와 butyrate의 조성비율은 감소되었다. 배양 후 3시간이 경과하였을 때 배양액 내 oleic acid의 조성비율은 대두유에 비하여 아마유를 첨가한 배양액에서 낮았으나(P<0.001) linoleic acid의 비율은 높았다(P<0.001). 이와는 달리 탄수화물원의 수준이 증가될수록 stearic acid(P<0.05), CLA(P<0.01) 및 cis-9, trans-11 CLA(P<0.001)의 조성비율은 감소되었으나, linoleic acid의 조성 비율은 증가되었다(P<0.05). Linolenic acid의 조성비율에 있어서는 첨가된 oil의 종류와 첨가된 탄수화물원의 수준간의 상호작용이 있는 것으로 나타났는데(P<0.001), 12시간의 배양종료 후 대두유 첨가구에 비해 아마유 첨가구에서 stearic acid(P<0.01), oleic acid(P<0.001), 그리고 trans-11C18:1(P<0.01)의 조성비율이 감소된 반면, linoleic acid(P<0.001)와 linolenic acid(P<0.01)의 조성비율은 증가되었다. 탄수화물원의 첨가수준이 증가될수록 stearic acid와 총 CLA의 조성비는 감소되었으나(P<0.01), trans-11-C18:1(P<0.05)와 linoleic acid(P<0.01)의 조성비율은 증가되었다. 배양 12시간 후 배양액 내의 oleic acid (P<0.05), linoleic acid(P<0.05) 및 linolenic acid(P<0.01)의 조성비율에 있어서는 첨가한 oil의 종류와 첨가한 탄수화물원의 수준간의 상호작용이 있었는데, 탄수화물원의 첨가수준이 감소됨에 따라 cis-9, trans-11 CLA와 trans-10, cis-12 CLA의 조성비 역시 감소되는 경향이었으나 첨가한 oil의 종류에 대한 영향은 거의 받지 않았다. 본 실험의 결과를 종합해 볼 때, 탄수화물의 첨가수준과 oil의 첨가는 반추미생물의 bio-hydrogenation 작용 및 CLA 생성에 영향할 수 있는 것으로 여겨진다.

인삼 적변현상과 적변물질의 형태-화학적 특성 (Red-Colored Phenomena and Morphochemical Characteristics of Red-Colored Substances in Ginseng Roots (Panax ginseng C.A. Meyer))

  • 윤길영;양덕조
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제24권3호
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    • pp.107-112
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    • 2000
  • 적변삼 표피조직의 적갈색의 침적물은 강력한 산화제에 의해서만 산화(탈색)되는 chelation power가 매우 큰 화학결합을 형성하고 있었다. CLSM으로 관찰한 결과, 적변삼 조직의바깥쪽으로 두껍게 침적물이 형성되어 있음이 확인되었으며, 조직의 형광강도를 이용하여 두께를 측정한 결과 약 120rm의 침적물이 축적되어 있음이 확인되었다. 또한 Spectrum분석 결과 적변삼 표피의 물질은 건강삼의 표피조직과는 다른 functional group을 포함하는 것으로 확인되었다. 건강삼과 적변삼의 표피조직을 강산과 강염으로 가수분해 하여도 조직에 침적되어 있는 적색의 물질은 용출되지 않았다. 적변삼과 건강삼의 표피조직과 뿌리의 각 부위별 총 페놀성화합물의 함량을 측정한 결과, 건강삼의 표피조직에서 가장 높게 나타났다. 이러한 결과는 페놀성 물질이 적변물질의 원인이 된다는 보고와 차이가 있는 것으로 페놀성 물질은 적변현상 유발의 직접적인 원인물질이 아님이 확인되었다. 따라서 인삼의 적변물질은 인삼뿌리의 유기성분(세포벽 분해산물, 세포내용물, azodicarbonamide 등)과 철이온 복합체로 추론되며, 이물질에 대한 계속적인 추적을 진행하고 있다.

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