• 미생물학회지
• /
• 제52권3호
• /
• pp.336-343
• /
• 2016

두 종류의 mannanases를 생산하는 Cellulosimicrobium sp. YB-43로부터 mannanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Mannanase 유전자는 manB로 명명되었으며, 427 아미노 잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,284개 염기로 구성되었다. ManB는 추론된 아미노산 배열에 근거해서 glycosyl hydrolase family 5에 속하는 mannanase와 상동성이 높은 활성영역과 함께 2개의 탄수화물 결합영역을 포함하고 있는 다영역 효소로 확인되었다. Cellulosimicrobium sp. YB-43의 manB 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 정제된 ManB의 아미노 말단 배열이 QGASAASDG로 결정되었으며 이는 SignalP4.1 server로 그람 음성균을 기준으로 예측된 signal peptide의 결과와 정확하기 일치하였다. 정제된 ManB의 최적 반응조건은 $55^{\circ}C$와 pH 6.5-7.0이며 locust bean gum (LBG), konjac과 guar gum을 가수분해 하였으며, 셀룰로스, 자일란, 전분과 para-nitrophenyl-${\beta}$-mannopyranoside에 대해서는 분해활성이 없었다. ManB의 활성은 $Mg^{2+}$, $K^+$와 $Na^+$에 의해 약간 저해되었으며 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$과 SDS에 의해서는 크게 저해되었다. 또한 이 효소는 mannobiose 보다 큰 중합도를 갖는 만노올리고당을 가수분해하였으며, LBG와 만노올리고당을 가수분해하였을 때 mannobiose가 가장 많은 양으로 생성되었다.

• 미생물학회지
• /
• 제54권2호
• /
• pp.126-135
• /
• 2018

여러 종류의 mannanase를 생산하는 Cellulosimicrobium sp. YB-43으로부터 mannanase B를 암호하는 manB 유전자와 효소의 특성이 보고된 바 있다. Mannanase C (ManC)로 명명한 효소의 유전자가 manB 유전자의 하류에 위치한 것으로 예상되어 이를 중합효소 연쇄반응으로 클로닝하여 manC 유전자의 염기서열을 결정하였다. ManC는 448 아미노산 잔기로 구성된 것으로 확인되었으며 glycosyl hydrolase family 5에 속하는 mannanase와 상동성이 높은 활성영역과 탄수화물 결합영역(CBM2)이 존재하였다. ManC의 활성영역은 Streptomyces sp. SirexAA-E (55.8%; 4FK9_A) 및 S. thermoluteus (57.6%; BAM62868)의 mannanase와 아미노산 배열의 상동성이 55% 이상으로 가장 높았다. Signal peptide 영역이 제거되고 카르복실 말단에 hexahistidine이 연결되도록 제조한 His-tagged ManC (HtManC)의 유전자를 재조합 대장균에서 발현하여 균체 파쇄액으로부터 HtManC를 정제하였다. HtManC은 $65^{\circ}C$와 pH 7.5에서 최대 활성을 보였으며 pH 7.5~10범위에서 활성에 큰 변화가 없었다. HtManC는 locust bean gum (LBG)과 konjac에 대한 분해 활성이 guar gum과 ivory nut mannan (ivory nut)에 비해 높았다. 최적 반응조건에서 LBG를 기질로 하여 반응 동력학적 계수를 측정한 결과 Vmax와 Km이 68 U/mg과 0.45 mg/ml로 나타났다. HtManC에 의한 만노올리고당(MOS)과 mannan의 분해산물을 TLC로 관찰한 결과 mannobiose 보다 중합도가 큰MOS로부터 mannobiose와 mannotriose가 주된 분해산물로 생성되었다. 또한 LBG, konjac과 ivory nut의 분해산물로 mannobiose와 소량이 mannose가 공통적으로 관찰되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제18권9호
• /
• pp.1555-1563
• /
• 2008

A novel $\alpha$-amylase ($\alpha$-1,4-$\alpha$-D-glucan glucanohydrolase, E.C. 3.2.1.1), ScAmy43, was found in the culture medium of the phytopathogenic fungus Sclerotinia sclerotiorum grown on oats flour. Purified to homogeneity, ScAmy43 appeared as a 43 kDa monomeric enzyme, as estimated by SDS-PAGE and Superdex 75 gel filtration. The MALDI peptide mass fingerprint of ScAmy43 tryptic digest as well as internal sequence analyses indicate that the enzyme has an original primary structure when compared with other fungal a-amylases. However, the sequence of the 12 N-terminal residues is homologous with those of Aspergillus awamori and Aspergillus kawachii amylases, suggesting that the new enzyme belongs to the same GH13 glycosyl hydrolase family. Assayed with soluble starch as substrate, this enzyme displayed optimal activity at pH 4 and $55^{\circ}C$ with an apparent $K_m$ value of 1.66 mg/ml and $V_{max}$ of 0.1${\mu}mol$glucose $min^{-1}$ $ml^{-1}$. ScAmy43 activity was strongly inhibited by $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, and $Ba^{2+}$, moderately by $Fe^{2+}$, and was only weakly affected by $Ca^{2+}$ addition. However, since EDTA and EGTA did not inhibit ScAmy43 activity, this enzyme is probably not a metalloprotein. DTT and $\beta$-mercaptoethanol strongly increased the enzyme activity. Starting with soluble starch as substrate, the end products were mainly maltotriose, suggesting for this enzyme an endo action.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제20권12호
• /
• pp.1711-1716
• /
• 2010

A gene encoding the ${\beta}$-xylosidase/${\alpha}$-arabinofuranosidase (XylC) of Paenibacillus woosongensis was cloned into Escherichia coli. This xylC gene consisted of 1,425 nucleotides, encoding a polypeptide of 474 amino acid residues. The deduced amino acid sequence exhibited an 80% similarity with those of both Clostridium stercorarium ${\beta}$-xylosidase/${\alpha}$-N-arabinosidase and Bacillus cellulosilyticus ${\alpha}$-arabinofuranosidase, belonging to the glycosyl hydrolase family 43. The structural gene was subcloned with a C-terminal His-tag into a pET23a(+) expression vector. The His-tagged XylC, purified from a cell-free extract of a recombinant E. coli BL21(DE3) Codon Plus carrying a xylC gene by affinity chromatography, was active on para-nitrophenyl-${\alpha}$-arabinofuranoside (pNPA) as well as para-nitrophenyl-${\beta}$-xylopyranoside (pNPX). However, the enzymatic activities for the substrates were somewhat incongruously influenced by reaction pHs and temperatures. The enzyme was also affected by various chemicals at different levels. SDS (5 mM) inhibited the enzymatic activity for pNPX, while enhancing the enzymatic activity for pNPA. Enzyme activity was also found to be inhibited by addition of pentose or hexose. The Michaelis constant and maximum velocity of the purified enzyme were determined for hydrolysis of pNPX and pNPA, respectively.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제25권5호
• /
• pp.662-671
• /
• 2015

To enrich the genetic resource of microbial xylanases with high activity and stability under alkaline conditions, a xylanase gene (xynSL4) was cloned from Planococcus sp. SL4, an alkaline xylanase-producing strain isolated from the sediment of soda lake Dabusu. Deduced XynSL4 consists of a putative signal peptide of 29 residues and a catalytic domain (30-380 residues) of glycosyl hydrolase family 10, and shares the highest identity of 77% with a hypothetical protein from Planomicrobium glaciei CHR43. Phylogenetic analysis indicated that deduced XynSL4 is closely related with thermophilic and alkaline xylanases from Geobacillus and Bacillus species. The gene xynSL4 was expressed heterologously in Escherichia coli and the recombinant enzyme showed some superior properties. Purified recombinant XynSL4 (rXynSL4) was highly active and stable over the neutral and alkaline pH range from 6 to 11, with maximum activity at pH 7 and more than 60% activity at pH 11. It had an apparent temperature optimum of 70℃ and retained stable at this temperature in the presence of substrate. rXynSL4 was highly halotolerant, retaining more than 55% activity with 0.25-3.0 M NaCl and was stable at the concentration of NaCl up to 4M. The enzyme activity was significantly enhanced by β-mercaptoethanol and Ca²⁺ but strongly inhibited by heavy-metal ions and SDS. This thermophilic and alkaline- and salt-tolerant enzyme has great potential for basic research and industrial applications.

• 생명과학회지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.1801-1806
• /
• 2010

Klebsiella sp. Sc로부터 birchwood xylan을 분해하는 $\beta$-xylosidase를 분리하였다. 이 $\beta$-xylosidase는 63 kDa의 분자량을 가지는 559개의 아미노산을 암호화하며 1,680개의 뉴클레오타이드로 구성 되는 것으로 밝혀졌다. 기존에 밝혀진 세균성 $\beta$-xylosidase와 상동성을 비교해 보았을 때, Klebsiella oxytoca (KOX)와 90% identities와 95% positives를 나타내었으며 Lactobacillus lactis (LAC, 82%, 90%), Bacillus longum (BLON, 69%, 81%) 그리고 Escherichia coli (ECOLI, 47%, 63%)를 나타내었다. 분리된 $\beta$-xylosidase는 GST-fusion 정제 시스템을 이용하여 순수 정제하였다. 이 효소 활성의 최적 pH는 6.6이었으면 최적 온도는 $55^{\circ}C$였다. TLC를 통해 효소 분해 산물을 관찰한 결과, xylobiose를 분해하여 xylose를 생산하는 것을 관찰 할 수 있었다.