아스파탐 전구체의 보다 효율적인 효소적 합성 방법을 개발하기 위하여 thermolysin의 고정화 방법을 확립하고자 고정화 담체로서 다공성 수지인 Amberlite XAD-7을, 가교화제로서 glutaraldehyde를 사용하여 최적 고정화 조건을 조사하고자 하였다. Thermolysin이 Amberlite XAD-7에 흡착되는 속도는 초기에 빠른 것으로 나타났으며, $5^{\circ}C$에서 24시간후는 96%가 흡착되었다. Thermolysin에 대한 Amberlite XAD-7의 최대흡착량은 수지 l당 340g 이상이었으며, 투입한 thermolysin 양이 300g일 때까지는 흡착된 양의 증가하는 관계는 직선관계를 보여주었다. thermolysin의 가교화를 위한 효과적인 pH와 glutaraldehyde의 농도, 가교화시간은 각각 $pH\;6.0{\sim}7.0,\;6{\sim}12.5%$ 및 $3{\sim}7$시간이었다. 특히 glutaraldehyde 6%에서는 7시간, 12.5%에서 3시간의 가교화가 효소의 잔존역가와 가교화 정도를 현저히 높였다. 이때의 잔존역가는 30% 이상인 것으로 나타났다.
A strain producing a high amount of chitinase was isolated from soil, identified as Pseudomonas sp., and tentatively named Pseudomonas sp. YHS-A2. An extracellular chitinase of Pseudomonas sp. YHS-A2 was purified according to the procedure of ammonium sulfate saturation, affinity adsorption, Sephadex G-100 gel filtration and Phenyl-sepharose CL-4B hydrophobic interaction column chromatography. The molecular weight of the purified enzyme was estimated to be 55 kDa on SDS-PAGE was confirmed by active staining. Optimal pH and temperature of the enzyme are pH 7.0 and $50^{\circ}C$, respectively, and the enzyme is stable between pH 5.0 and 8.0 and below $50^{\circ}C$. The main products of colloidal chitin by the chitinase were N-acetyl-D-glucosamine and N,N'-diacetylchitobiose both of which were detected by HPLC analysis. The enzyme is supposed to be a random-type endochitinase which can degrade any position of ${\beta}$-l,4-linkages of chitin and chitooligosaccharides. The chitinase inhibited the growth of some phytopathogenic fungi, Fusarium oxysporum, Botrytis cineria, and Mucor rouxii and these antifungal effects were thought to be due to the characteristics of endochitinase.
Park, Sun-Kyu;Venditti Richard A.;Abrecht David G.;Jameel Hasan;Pawlak Joel J.;Lee, Jung-Myoung
한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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한국펄프종이공학회 2006년도 PAN PACIFIC CONFERENCE vol.1
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pp.43-49
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2006
The surface and pore structure of cellulose fibers have a significant impact on the properties and performance in applications. Cellulase enzymatic hydrolysis of cellulose fibers can result in changes to the surface and pore structure thus providing a useful tool for fiber modification. This research characterizes these changes using various test methods such as fiber dimension, water retention value, hard-to-remove water content, freezing and non-freezing bound water content, polymer adsorption, and crystallinity index. For a high-dosage enzyme treatment (0.10 g/g), the fiber length was significantly decreased and the fibers were 'cut' in the cross direction, not in the axial direction. The swelling capacities as measured by the WRV and HR water content increased for the high-dosage treatment. Three independent measurements (non-freezing bound water, polymer adsorption, and crystallinity index) are in good agreement with the statement that the amorphous regions of cellulose fibers are a more readily available substrate relative to crystalline regions. Based on the experimental results obtained herein, a model was proposed to explain surface and pore structure modification of cellulose fibers via enzymatic treatment.
In the present study, optimization on ${\beta}$-glucanase-assisted extraction was made in order to isolate waxy barley starch from domestic cultivar using the D-optimal design suitable for response surface methodology (RSM). The results demonstrated that the amount of enzyme was found to be a major influencing factor on the extraction yield, which was substantially increased by increasing the amount of enzyme. It was also influenced by the reaction time and amount of water addition; however, the two factors were less influential than the amount of enzyme. The optimized condition by RSM for the reaction time was found to be 2.63 hours and amount of enzyme 1.7%, and amount of water addition 4.38 times the weight of raw material. With the enzyme treatment, the starch content in residues (R), particularly in R1 and R5, was reduced considerably, resulting in an increase in the extraction yield and therefore primarily and effectively releasing B-type starch small granule confirmed by scanning electronic microscopy. In addition, the study determined the physicochemical properties of isolated waxy starch (i.e., purity, water adsorption capacity, thermal properties, rheology and starch morphology) and compared them with those from the enzyme-not treated sample. It was found that they were almost similar to each other, except for the purity of starch, which was lower in the enzyme-treated sample than in the enzyme-not treated one.
대파 흑색썩음균핵병균 (Sclerotium cepivorum)에 길항력을 가진 Serratia plymuthica L-1의 길항 메카니즘을 조사한기 위해 S. plymuthica L-1이 생산하는 세포외 chitinase를 정제하여 그 특성을 조사하였다. Colloidal chitin이 함유된 배지에서 생산된 S. plymuthica L-1 chitinase는 $(NH_4)_2$$_2$$SO_2$ 40~70% precipitation, affinity adsorption, DEAE-sephadex A-50 column chromatography 및 sephadex G-200 column filtration 과정을 통하여 정제하였다. 정제된 chitinase는 7.3% 회수율과 19.8의 정제도를 나타내었으며, 전기영동시 단일밴드를 얻었으며, 분자량은 55kDa로 나타났다. 정제된 chitinase의 최적 pH 및 온도는 5.5, $55^{\circ}C$이었고, 온도안정성 조사에서 정제효소는 $50^{\circ}C$까지 90%의 잔존활성을 유지하였으나 $60^{\circ}C$이상에서는 급격하게 효소활성이 실활되었다. $Ca^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Mg^{2+}$ 등의 이온은 대략 20군 이상의 효소를 활성화시켰으나 $Cu^{2+}$이온은 약 80%의 효소활성을 억제시켰고, SDS, p-CMB, MIA 등도 효소활성을 저해하는 작용을 하였으며, colloidal chitin에 대한 Km값은 3.26 mg/$m\ell$로 나타났다. 정제효소에 의한 각종 병원균에 대한 생육 억제정도는 흑색썩음균핵병균, 고추 검은무의병균, 고추 탄저병균, 도라지 줄기마름병균, 고추 흰별무늬병균, 오이 균핵병균, 수박 덩굴쪼김병균 등에는 길항력을 나타내었으나 고추 역병균과 무 모잘록병균에서는 길항력이 아주 낮게 나타났다. 정제 chitinase에 의해 대파 흑색썩음균핵병 S.. cepivorum의 균사는 팽창과 균사 끝의 용균, 분해 및 변색현상을 관찰할 수 있었고 chitinase 기능과 Iysozyme 기능을 모두 가지고 있을 것으로 추정된다.
본 연구에서는 리그노셀룰로스 가수분해물과 유사한 조성을 갖는 합성 용액을 이용하여 무독화 실험을 진행하였다. 생물학적 무독화 방법으로는 peroxidase와 laccase와 같은 효소를 이용하였고, 이온교환과 흡착과 같은 물리화학적 방법으로는 이온교환수지와 활성탄을 이용하였다. 효소 중 peroxidase는 페놀계 화합물의 제거에 탁월한 효율을 보였으며, 5-HMF와 furfural은 활성탄에 의해 거의 모두 제거되었고, 아세트산은 음이온교환수지를 사용하는 것이 가장 효율적이었다. 활성탄과 이온교환수지는 다소간의 당손실을 일으켰다. 무독화 방법은 당화액에 포함되어 있는 저해물질의 조성을 고려하여 결정되어야 한다.
Invertase의 고정화에 대해서 두가지 carrier matrix를 사용하여 연구하였다. Sepharose에 ${\omega}-aminohexylarm$를 붙인 후 효소를 결합시키는 indirect coupling method와 cellulose에 phenexyacetyl group의 linkage를 만들어 변형시킨 후 (modified cellulose), 여기에 효소를 흡착시키는 hydrophobic adsorption method로서 제조하였다. 각각의 고정화 수율(immobilized yield)은 ${\omega}-aminohexyl\;sepharose$의 경우 첨가한 효소의 26.0%의 activity를 고정화 시킬 수 있었으며, phenoxyacetyl cellulose의 경우는 72.9%였다. 제조한 고정화 효소의 안정성, ph영향, 온도 영향 및 Km값을 조사하였다. ${\omega}-aminohexyl\;Sepharose$에 고정화시킨 invertase근 최적 pH 4.5, 최적 온도 $60^{\circ}C$, 활성화 에너지 $5,941\;cal/mole{\cdot}deg$, Km값 22.2 mM이었으며 phenoxyacetyl cellulose에 고정화시킨 invertase는 최적 pH 4.0, 최적 온도 $60^{\circ}C$, 활성화 에너지 $7,769\;cal/mole{\cdot}deg$, Km 값 69.9mM이었다.
약 염기성 이온교환 수지에 cellulase를 고정화하였고 고정화 cellulase는 흡착 특성이 Langmuir 흡착 등온선을 잘 따랐다. pH와 온도에 대한 효소 활성은 고정화 효소가 우수한 특성을 보였다. 열에 대한 효소 활성은 1차식으로 감소하였고 고정화 효소가 자유 효소에 비해 열 안정성이 우수하였다. 초기 속도법을 통해서 자유 효소와 고정화 효소의 Michaelis-Menten 속도 상수를 결정하였고 속도상수 Km은 고정화 효소가 큰 값을 나타내었다. 충진층 반응기에서 셀룰로스의 전환 공정을 재순환에 의해 측정하였다. 투입되는 셀룰로스의 유량 변화에 대한 셀룰로스의 변환을 연속 공정에서 조사하였다. 장기 운전의 성능을 평가하기 위해 7일 통한 연속공정을 실시하였고 고정화 효소는 48%의 활성을 유지하였다.
Misbah, Asmae;Koraichi, Saad Ibnsouda;Jouti, Mohamed Ali Tahri
한국미생물·생명공학회지
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제48권4호
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pp.491-505
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2020
A newly isolated strain, Proteus vulgaris OR34, from olive mill waste was found to secrete an alkaline extracellular lipase at 11 U·ml-1 when cultivated on an optimized liquid medium. This lipase was purified 94.64-fold with a total yield of 9.11% and its maximal specific activity was shown to be 3232.58 and 1777.92 U·mg-1 when evaluated using the pH-stat technique at 55℃ and pH 9 and Tributyrin TC4 or olive oil as the substrate. The molecular mass of the pure OR34 lipase was estimated to be around 31 kDa, as revealed by SDS-PAGE and its substrate specificity was investigated using a variety of triglycerides. This assay revealed that OR34 lipase preferred short and medium chain fatty acids. In addition, this lipase was stable in the presence of high concentrations of bile salt (NaDC) and calcium ions appear not to be necessary for its activity. This lipase was inhibited by THL (Orlistat) which confirmed its identity as a serine enzyme. In addition, the immobilization of OR34 lipase by adsorption onto calcium carbonate increased its stability at higher temperatures and within a larger pH range. The immobilized lipase exhibited a high tolerance to organic solvents and retained 60% of its activity after 10 months of storage at 4℃. Finally, the OR34 lipase was applied in biodiesel synthesis via oleic acid mediated esterification of methanol when using hexane as solvent. The best conversion yield (67%) was obtained at 12 h and 40℃ using the immobilized enzyme and this enzyme could be reused for six cycles with the same efficiency.
유기물의 함량이 상이한 두 토양에서 제초제 oxadiazon의 소실, 흡착 및 탈착 양상을 알아보고 토양유기물과 결합되는 기작을 알기 위하여 산화환원촉매인 laccase를 이용하여 humic monomer와의 반응성을 규명하였다. Oxadiazon의 토양중에서 소실되는 반감기는 Soil I과 Soil II에서 각각 38일 및 45일로 나타나 유기물이 많은 토양에서 반감기가 더 짧았다. Oxadiazon의 흡착양상은 Freundlich식에 잘 부합하였으며 Freundlich 홉착계수 k값은 Soil I과 Soil II 에서 각각 31.79 및 22.50으로 유기물을 제거한 토양의 1.28 및 3.60에 비해 매우 크게 나타났다. 효소의 첨가에 의한 oxadiazon의 흡착량은 효소를 첨가하지 않은 시험구에 비해 Soil I과 Soil II에서 각각 17.1% 및 9.3% 증가하였으나, 유기물을 제거한 토양에서는 효소 첨가의 영향이 나타나지 않았다. 흡착된 oxadiazon의 탈착율은 Soil I과 Soil II에서 각각 51.1% 및 58.5%로 유기물을 제거한 토양의 88.3% 및 84.6%에 비해 낮았다. 효소가 처리된 토양에 흡착된 oxadiazon의 탈착율은 유기물을 제거시킨 토양에서는 차이가 없었으나 유기물을 제거하지 않은 토양에서는 감소하였다. Oxadiazon은 Myceliophthera thermophila로부터 분리된 산화환원효소인 laccase와 단독으로 반응하였을 때는 거의 전환되지 않았으나 humic monomers인 catechol, guaiacol 및 gallic acid 등이 있을 때는 $20{\sim}24%$ 수준으로 전환되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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