제주 전통된장으로부터 세포외효소(protease, fibrinolytic enzyme, amylase, cellulase, lipase) 분비능이 우수한 세균을 분리한 후 16S rRNA 유전자 분석과 생리적 특성을 분석하여 균주를 확인하고자 하였다. Protease 분비능은 JR14, JR19, JR25, JR32, JR38, JR47과 JR64가 표준균주인 Bacillus subtilis KCCM12027보다 활성이 높았다. Amylase 분비능은 JR6, JR25, JR38, JR56, JR81에서 나타난 반면 표준균주인 KCCM12027에서는 나타나지 않았다. Cellulase 분비능은 JR6, JR14, JR48과 JR65가 다른 분리균주 또는 표준균주보다 높았으며, lipase 분비능은 JR14와 JR48이 높았다. 혈전용해 활성은 positive control인 plasmin의 용해 영역에 비하여 JR19가 192%로 가장 높았고, hemolysis 활성도 높았다. 혈전용해능이 있는 균주인 JR19, JR32, JR47, JR64의 배양액을 zymography한 결과, 25~75 kDa 사이에서 4~5개의 밴드가 확인되었다. 된장으로부터 분리한 균주들의 16s rRNA 유전자 염기서열을 분석한 결과 모두 Bacillus species와 99%의 상동성을 나타내었으며, 혈전용해능이 가장 우수한 JR19는 B. stratosphericus $41KF2a^T$와 거의 일치하였다.
본 연구는 도축장에서 폐기되는 도축 반추위 내용물을 사일리지 혹은 TMR (total mixed ration) 사료 첨가용 효소제로 개발하기 위한 목적으로 수행되었다. 도축 반추위 내용물에는 상당한 수분이 함유되어 있어, 적절한 건조과정을 거치지 않고서는 그 활용이 원활하지 않다. 그러나 효소는 열에 민감한 단백질로 구성되어 있기 때문에 적절한 건조 조건의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 통계적 방법을 이용하여 가열온도(60, 75, $90^{\circ}C$), 가열시간(12, 30, 48 시간) 및 부형제의 비율(12, 22.5, 33%)이 도축 반추위 내용물에 함유된 다양한 효소활성에 미치는 효과를 분석하였다. 총 3가지 효소, xylan 분해효소, 셀룰로오스 분해효소 및 전분 분해효소를 검토하였고, 각 효소활성들에 대한 각 요인들의 효과가 매우 다양하게 나타났다(p<0.05). 셀룰로오스 분해효소와 전분 분해효소의 활성은 가열온도가 증가함에 따라 감소하였으며(p<0.05), xylan 분해해소는 열에 대한 안전성이 다른 효소들에 비하여 우수하였다. 자일란, 셀룰로오스, 전분 분해효소를 증가시키는 적정 부형제의 비율은 22.5, 12 그리고 33%로 나타났다. 비록 3가지 효소들의 제형화에 있어 공통적으로 적용될 수 있는 최적점을 도출하지는 못하였으나, 본 연구결과에서 얻어진 효소들의 반응 값들을 이용하여 목적하는 효소에 따라서 다양한 방법으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.
수집한 전통 장류에서 세포외효소(amylase, protease, cellulase, lipase and fibrinolytic enzyme) 분비능이 우수한 미생물을 분리한 후, 16S rRNA 유전자분석과 생리활성 특성을 조사하였다. amylase와 cellulase 분비능은 모든 선발균주에서 표준균주인 Bacillus subtilis KACC 10114보다 높게 나타났다. Protease 분비능은 D2-14균주를 제외한 모든 선발균주에서 활성이 있었으며, lipase 분비능은 D8-8과 K4-1을 제외한 균주에서 활성이 나타났다. 혈전용해 활성은 D8-2를 제외한 모든 선발균주에서 활성이 나타났으며, D8-8과 K4-1이 가장 높은 활성을 나타냈다. 선발균주인 K3-2, K4-1, K11-1-4, K11-1-6, K11-7, K12-3 와K14-9은 그람 양성세균과 그람 음성세균 그리고 효모에서도 높은 항균활성을 나타내었다. 간장 및 된장에서 분리한 균주들을 동정하기 위해 분자수준에서 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석한 결과, 거의 Bacillius sp.로 나타났다. 발효과정에서 세포외효소 분비능과 생리활성이 우수한 미생물을 분리, 확보함으로써 전통 장류의 고급화 및 품질향상과 제조공정의 표준화가 가능할 것으로 여겨진다
The effect of red ginseng residue on the several enzyme activities of the koji and alcohol fermentation were investigated. The koji showed maximum values of amylase and cellulase activity when it was prepared by 30% red ginseng residue and 70% wheat bran, and of protease activity when it was prepared by 40% red ginseng residue and 60% wheat bran-${\alpha}$ amylase activity of the koji during its fermentation was increased rapidly until 4 days and there after it was increased slowly, but ${\beta}$-amylase was rapidly increased after 3 days fermentation. During the preparation of the koji, the acidic, neutral protease and cellulase activities showed the maximum value after 3 days fermentation and the alkaline protease showed the maximum value within 4-6 days fermentation. On the otherhand, fermented broth, containing 6%(v/v) alcohol, could be obtained when the substrate was saccharified by the koji, based on 25% red ginseng residue and 75% wheat bran, prior to alcohol fermentation.
This study was carried out to investigate the characteristics of extracellular cellulase and xylanase from 4 selected different species, such as enzyme activity and stability by pH, temperature and metal ions, for application into enzymatic deinking system. The optimal temperature and pH for enzyme activity of Bacillus pumilus I, B. subtilis I, B. pumilus II and B. subtilis II were mainly $40{\sim}60^{\circ}C$ and pH $6.0{\sim}7.0$, respectively. Certain metal ions, calcium and cobalt, elevated enzyme activity, even though there were different results of enzyme activities based on various metal ions in 4 different species. With these results we suggest that enzymatic deinking system should be proceed at $50^{\circ}C$ with neutral pH condition.
원형질체 융합기술에 의한 Penicillium verruculosum 균주개량 가능성을 검토하였다. 영양요 구변이주간의 원형질 융합체 165주중 cellulase 고생산 융합체로 선별된 6주의 cellulase 활성은 야생주에 비해 2배이상, 모균주에 비해 1.2-4.4배의 증가를 나타냈다. Cellulase 고생산 융합체는 유전적 안정성조사, DNA 함량 및 핵염색 비교검토를 통해 핵융합이 일어난 것으로 확인되었고, 핵형이 이수체이며 4 개월 이상의 계대배양 후에도 자연형질 분리가 거의 일어나지 않는 것으로 보아 이들 융합체의 안정성이 매우 높은 것으로 인정되었다.
Yang, Fan;Gong, Yanfen;Liu, Gang;Zhao, Shengming;Wang, Juan
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제25권7호
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pp.1101-1107
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2015
The role of CRE1 in a thermophilic fungus, Myceliophthora thermophila ATCC42464, was studied using RNA interference. In the cre1-silenced strain C88, the filter paper hydrolyzing activity and β-1,4-endoglucanase activity were 3.76-, and 1.31-fold higher, respectively, than those in the parental strain when the strains were cultured in inducing medium for 6 days. The activities of β-1,4-exoglucanase and cellobiase were 2.64-, and 5.59-fold higher, respectively, than those in the parental strain when the strains were cultured for 5 days. Quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction showed that the gene expression of egl3, cbh1, and cbh2 was significantly increased in transformant C88 compared with the wild-type strain. Therefore, our findings suggest the feasibility of improving cellulase production by modifying the regulator expression, and an attractive approach to increasing the total cellulase productivity in thermophilic fungi.
Cellulase from Aspergillus niger, (${\alpha}$-amylase from Bacillus sp. and protease from Bacillus globigii were used as enzyme sources in this study to examine how their respective substrates protect them in two kinds of simulated gastrointestinal tract digesting processes. Avian total digest tract simulation test showed that filter paper, Avicel and cellulose resulted in 7.7, 6.4 and 7.4 times more activity than of unprotected cellulose, respectively. Protease with addition of casein, gelatin or soybean protein showed no significant protection response. Starch protected amylase to be 2.5 times activity of the unprotected one. Monogastric animal total tract digestion simulation test showed that filter paper, Avicel and cellulose resulted in 5.9, 9.0 and 8.8 times activity of unprotected cellulase, respectively. Casein, gelatin and soybean protein resulted in 1.2, 1.3 and 2.0 times activity of unprotected protease, respectively. Starch did not protect amylase activity in monogastric animal total tract simulation. Protection of mixed enzymes by substrates in two animal total tract simulation tests showed that filter paper in combination with soybean protein resulted in 1.5 times activity of unprotected cellulose, but all substrates tested showed no significant protection effect to protease. Soybean protein and starch added at the same time protected the amylase activity to be two times of the unprotected one. Test of non-purified substrate protection in two animal total digest tract simulation showed that cellulase activity increased as BSA (bovine serum albumin) concentration increased, with the highest activity to be 1.3 times of unprotected enzyme. However, BSA showed no significant protection effect to protease. Amylase activity increased to 1.5 times as BSA added more than 1.5% (w/v). Cellulase activity increased to 1.5 times as soybean hull was added higher than 1.5%. Amylase had a significant protection response only when soybean hull added up to 2%. Protease activity was not protected by soybean hull to any significant extent.
본 실험은 효소들을 이용하여 볏짚으로부터 수용성 탄수화물을 생산할 때 각 효소들의 상호작용을 탐색하기 위하여 수행되었다. 볏짚의 수준에 따른 각 효소들의 수용성 탄수화물 생산 활성을 조사한 결과, 볏짚의 수준이 높을 경우(100 g/l)에는 cellulase와 hemicellulase가 서로 유사한 활성을 나타낸 반면, 볏짚의 수준이 50 g/l로 낮아질 경우, hemicellulase의 활성은 낮아지지만 cellulase는 높은 활성으로 유지되었다. 효소반응액에 포함된 볏짚의 수준, hemicellulase 및 xylanase의 상호작용을 Box Behnken design과 반응표면모형을 이용하여 분석한 결과 hemicellulase과 xylanase 간의 상호작용이 발견되었으며, 각각의 효소들을 0.55 mg/ml와 0.65 mg/ml로 혼합하는 것이 볏짚의 수준과는 상관없이 가장 많은 수용성 탄수화물을 생산하는 결과를 나타내었다. 따라서, 결과적으로 볏짚의 효소처리를 통한 수용성 탄수화물의 생산에 있어 cellulase가 가장 큰 효과를 나타내며, hemicellulase과 xylanase는 서로 상호작용을 통하여 수용성 탄수화물 생성량을 향상시킨다는 알 수 있었다.
HAM, Youngseok;AN, Ji-Eun;LEE, Soo Min;CHUNG, Sang-Hoon;KIM, Sun Hee;PARK, Mi-Jin
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제49권3호
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pp.234-253
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2021
신갈나무는 국내 전역에 두루 분포되어 있는 경제, 산업적으로 활용 가치가 큰 수종이지만, 변색, 부후 등의 열화에 의한 피해가 심각하다. 이러한 이유로 신갈나무의 부후는 목재로써의 활용에 걸림돌이 되나, 부후 요인에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 신갈나무 부후에 영향하는 요인으로 곰팡이에 주목하였으며, 신갈나무의 부후 부위로부터 곰팡이를 분리, 동정하였다. 또한, 동정 된 곰팡이가 실제로 목재 열화에 영향을 미치는지 확인하기 위해 효소 활성을 평가하고, 곰팡이를 처리한 신갈나무 목재의 질량 손실을 목재 부후 실험을 통해 측정하였다. 신갈나무에서 분리된 곰팡이 5종의 genomic DNA의 ITS region을 이용한 염기서열 분석을 통해, Mucoromycota phylum에 속하는 Mucor circinelloides, Cunninghamella elegans, 그리고 Umbelopsis isabellina 3종과 Ascomycota phylum에 속하는 Ophiostoma piceae와 Aureobasidium melanogenum 2종의 곰팡이가 동정되었다. 이러한 5종의 곰팡이는 목재의 부후와 관련된 cellulase나 laccase와 같은 효소 활성이 있으며, 실제로 신갈나무의 심재와 변재의 중량을 감소시켰다. 특히, cellulase와 laccase 활성을 모두 보유한 O. piceae와 A. melanogenum는 신갈나무의 중량을 각각 6.9%와 1.5% 감소시켰다. 이러한 결과들은 본 연구에서 동정된 5종의 곰팡이가 신갈나무의 열화에 영향한다는 것을 의미하며, 신갈나무에 대한 목재 부후균으로써의 가능성을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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