전분의 효율적인 이용을 목적으로 토양으로부터 균체외 플루탄아제효소를 대량분비하는 약알칼리성균주 Bacillus sp. S-1를 분리하였다. 본 균주의 풀루란아제효소 생샨의 최적 pH는 6-10 사이였으며, 조효소의 가용성전분과 플루란에 대한 주요반응 최종산물은 말토트리오스로, 본 효소가 ${\alpha}$-1,6-glycosidic 결합에 특이적임을 알 수 있었다. 본 균주는 지금까지 알려진 알칼리성균주들의 플루란아제 생산성보다 월등히 높은 7.0U/ml를 생산하였으며, 정제효소의 최적 pH와 온도는 각각 8.0-10.0와 50-60$^{\circ}$C로서 알칼리성 및 호열성의 특성을 나타났었다. 또한 정제효소는 pH12에서도 약 10%의 활성을 유지하며, 넓은 pH범위에서도 안정하였다. 이러한 결과들은 본 균주가 플루란아제 생산균주로서의 이용가능한 잠재력을 보유하고 있음을 시사하였다.
Soil extracellular enzyme plays a vital role in changing soil nitrogen (N) mineralization of rice field. However, the effects of soil extracellular enzyme activities (EEA) and microbial community composition response to N mineralization of rice field under short-term tillage treatment needed to be further explored. In this study, we investigated the impact of short-term (8-year) tillage practices on rhizosphere soil N transformation rate, soil enzyme activities, soil microbial community structure, and the N mineralization function gene abundances in double-cropping rice field in southern China. The experiment consisted of four tillage treatments: rotary tillage with crop straw input (RT), conventional tillage with crop straw input (CT), no-tillage with crop straw retention (NT), and rotary tillage with all crop straw removed as a control (RTO). The results indicated that the rhizosphere soil N transformation rate in paddy field under the NT and RTO treatments was significantly decreased compared to RT and CT treatments. In comparison to the NT and RTO treatments, soil protease, urease, β-glucosaminidase, and arginase activities were significantly improved by the CT treatment, as were abundances of soil sub, npr, and chiA with CT and RT treatments. Moreover, the overall diversity of soil bacterial communities in NT and RTO treatments was significantly lower than that in RT and CT treatments. Soil chitinolytic and bacterial ureolytic communities were also obviously changed under a combination of tillage and crop straw input practices.
The Rhodopseudomonas palustris KUGB306 hemA gene codes for 5-aminolevulinic acid (ALA) synthase. This enzyme catalyzes the condensation of glycine and succinyl-CoA to yield ALA in the presence of the cofactor pyridoxal 5'-phosphate. The R. palustris KUGB306 hemA gene in the pGEX-KG vector system was transformed into Escherichia coli BL21. The effects of physiological factors on the extracellular production of ALA by the recombinant E. coli were studied. Terrific Broth (TB) medium resulted in significantly higher cell growth and ALA production than did Luria-Bertani (LB) medium. ALA production was significantly enhanced by the addition of succinate together with glycine in the medium. Maximal ALA production (2.5 g/l) was observed upon the addition of D-glucose as an ALA dehydratase inhibitor in the late-log culture phase. Based on the results obtained from the shake-flask cultures, fermentation was carried out using the recombinant E. coli in TB medium, with the initial addition of 90 mM glycine and 120 mM succinate, and the addition of 45 mM D-glucose in the late-log phase. The extracellular production of ALA was also influenced by the pH of the culture broth. We maintained a pH of 6.5 in the fermenter throughout the culture process, achieving the maximal levels of extracellular ALA production (5.15 g/l, 39.3 mM).
Amna, Kashif Shaheen;Park, So Yeon;Choi, Min;Kim, Sang Yeon;Yoo, Ah Young;Park, Jae Kweon
한국해양바이오학회지
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제10권1호
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pp.9-17
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2018
The aim of this study is to elucidate the biochemical properties of manno-oligosaccharides (MOS) hydrolyzed by extracellular enzyme of Bacillus N3. We strived to characterize the biochemical properties of MOS since N3 can effectively hydrolyzed natural polymannans such as galactomannan (GM) and konjac (glucomannan, KM), respectively. The hydrolysis of GM and KM was applied by the strain N3 in terms of reducing sugars and the highest production of reducing sugars was estimated to be about 750 mg/L and 370 mg/L respectively, which were quantified after 7 days of cultivation in the presence of both substrates. Hydrolysates derived from the hydrolysis of KM showed the significant antioxidant activity based on DPPH and ABTS radical scavenging activity with increasing of tyrosinase inhibitory activity. On the other hand, hydrolysates derived from the hydrolysis of GM showed only ABTS radical scavenging activity without showing significant changes on tyrosinase inhibitory activity. Our data suggest that those biological characteristics may be depend on the primary structure and the size of MOS, which may be useful as potent additives for diet foods.
Jo, Woo-Sik;Park, Ha-Na;Cho, Doo-Hyun;Yoo, Young-Bok;Park, Seung-Chun
Mycobiology
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제39권2호
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pp.129-132
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2011
To determine the optimal media conditions for the detection of the extracellular cellulase activity in Ganoderma neo-japonicum, we varied three media conditions: dye reagent, pH, and temperature. We evaluated the use of four dyes, Congo red, phenol red, remazol brilliant blue, and trypan blue. To observe the effect of pH on the chromogenic reaction, we tested media ranging from 4.5 to 8.0. To research the effect of temperature on the clear zone and the fungus growing zone, we tested temperatures ranging from 15 to $35^{\circ}C$. On the whole, the best protocol called for Ganoderma neo-japonicum transfer onto media containing Congo red with a pH of 7.0, followed by incubation at $25^{\circ}C$ for 5 days. Our results will be useful to researchers who study extracellular enzyme activity in Ganoderma neo-japonicum.
Ganoderma lucidum (영지)의 액체 배양물로부터 전분을 강력하게 분해하는 amylase를 조정제하여 이 효소의 기본적인 성질을 조사하였다. 이 효소의 최적작용 pH와 온도는 각각 5.5, 5$0^{\circ}C$였고 pH 및 열처리에 상당히 불안정한 효소였으며 activation energy는 7.06Kcal/mole이였다. M $n^{++}$, $Ca^{++}$ 및 C $u^{++}$에 의해서 효소활성이 증가되었으나 H $g^{++}$ A $g^{+}$에 의해서 효소활성이 저해되었으며 여러 가지 chemical reagents에 의해서는 영향을 받지 않았다. Soluble starch, amylose, amylopectin 및 glycogen에 대한 Km 치는 0.16, 0.37, 0.19 및 0.16mg/$m\ell$ 였으며 각종기질에 대한 분해능력을 조사한 결과 열처리를 받은 전분류는 분해할 수 있었으나 생전분은 그 분해속도가 느렸다. Maltose에 의해서 효소활성이 저해되었으며 maltose의 저해양상은 competitive inhibition을 나타내었다.
Aspergillus sp. HCLF-4가 생성하는 세균 세포벽 분해효소의 특성을 규명하였다. 본 세포벽 분해 효소는 Anabaena cylindrica 세포벽 분해능을 보였다. 이 세포벽 분해 효소는 Aspergillus sp. HCLF-4를 기질성분으로 0.05% heat killed Micrococcus luteus가 포함된 PDB 배지에 키웠을 때 생성되는 inducible enzyme으로 분자량은 약 14.3 kDa 이었다. 본 세포벽 분해효소는 pH 3.0-4.0, 온도 $30^{\circ}C$ 조건에서 최고의 활성을 보였고 $Mg^{2+}$와, $Mn^{2+}$의 2가 이온에서 분해 효소의 활성이 촉진되었다. 반면, 1가 양이온 $Na^{+}$와 $Li^{+}$, 2강 양이온 $Ca^{2+}$와 $Cu^{2+}$, 3가 양이온 $Fe^{3+}$에서는 활성이 억제되었으며 EDTA와 PMSF 또한 분해 효소의 활성을 억제 시켰다. 이 효소는 N-acetylmuramyl-L-amidase 또는 endopeptidase와 같은 활성을 보였다.
BailIus sp. IJ-3 균주는 균체외 효소로 대두단백 응고효소를 생산하고, 이 박테리아의 최적 효소생산에 대한 배지조성 및 배양조건을 검토하였다. 최대의 대두단백 응고효소를 생산하는 배지조성은 soymilk 20%(w/v), glucose 2.0%, yeast extract 5.0%, peptone 4.0% 및 potassium Phosphate, monobasic 1.0%였다. 초기 pH는 6.0이었고, $35^{\circ}C$ 배양에서 최대 효소활성을 보였다. 조정된 배지 조성에서 72시간 배양에 최대 효소활성을 나타내었으며, 기존배지 활성의 약 5.3배의 효소활성의 증가를 보였다. BaCilIus sp. IJ-3 균주효소는 7S globu1in에 대해 특이성을 갖고 있는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 이용하여, 다양한 균주 중에서 목질계 바이오매스 유기용매 전처리 과정에서 발생한 리그닌(유기용매 리그닌)의 생분해에 적합한 우수 균주를 선별하고자 하였다. 우선 분양받은 15개의 백색부후균을 대상으로 shallow stationary cultur (SSC)배지와 malt extract broth (MEB)배지에 유기용매 리그닌의 첨가에 따른 Remazol Brilliant Blue R (RBBR)의 흡광도 변화를 측정하였다. RBBR 탈색능 결과, SSC 배지에서 Ceriporiopsis subvermispora, Ceriporia lacerate, Fomitopsis insularis, Phanerochaete chrysosporium, Polyporus brumalis, Stereum hirsutum 등 6종의 백색부후균에서 급격한 흡광도 변화를 나타냈다. 배양 초기에 급격한 흡광도 변화를 나타낸 6개의 백색부후균을 대상으로 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성을 측정하였다. 선발된 6개의 균 중에서 S. hirsutum과 P. chrysosporium은 유기용매 리그닌을 첨가한 실험구에서 높은 단백질 농도가 측정되었다. 반면, 리그닌 분해 효소 활성은 F. insularis에서 배양 6일째에 manganese peroxidase (MnP) 활성이 1,545 U/mg, laccase 활성은 1,259 U/mg으로 최고 활성을 나타냈다. 결론적으로, 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성이 전반적으로 높았던 $STH^*$와 MnP 및 laccase의 활성이 가장 높은 FOI가 유기용매 리그닌 생분해에 유리하게 작용할 것으로 판단된다.
Cellulomonas sp. CS1-1 생성의 $\beta$-glucosidase는 cell-bound 효소이었으며, Avicelase와 Carboxymethyl-cellulase (CMCase)는 extracellular 효소로 존재함을 확인하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 균의 생장은 cellobiose보다 glucose 첨가시에 현저히 증가하였다. Cellobiose나 CMC 최소배지에서의 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose 첨가로 현저히 억제되었으나, CMC 최소배지에 cellobiose를 첨가하였을 경우, glucose에 의한 억제 효과와는 반대로, 효소의 생성은 오히려 촉진되었다. 그 외의 탄소원에 관한 영향을 조사한 결과 CMC, 전분, maltose 등의 첨가도 glycerol, arabinose, xylose, trehalose의 첨가시 보다 효소의 생성이 증가되었다. 이상의 결과로 $\beta$-glucosidase 생합성은 glucose에 의하여 catabolite repression을 받았으며, cellobiose, CMC, starch등은 다른 당류보다 효소생성을 현저히 유도하였으므로, 이 효소는 inducible enzyme임을 알 수 있었다. 효소생성에 미치는 질소원을 조사한 결과는 yeast extract가 peptone이나 ammonium sulfate보다 효소생성을 증가시켰다. 효소의 특성을 조사한 결과, 50mM MgCl$_2$가 포함된 10mM potassium phosphate buffer (pH 7.0)에서 효소의 역가가 증가하였고, 최적 pH는 6.0이었고 최적온도는 42$^{\circ}C$ 이었다. p-nitrophenyl-$\beta$-D-glucoside의 농도에 대한 glucose의 Km값은 0.265mM 이었고 $\beta$-D(+)-glucose에 대한 Ki값은 9.0 mM 이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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