• 생명과학회지
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• 제29권12호
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• pp.1408-1414
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• 2019

효소는 세제, 식품, 사료, 의약품 및 의료용 분야 등 산업 전반적인 응용 분야에서 널리 사용되고 있으며, 산업 제품 및 공정에서 주요 요인이다. 효소를 선별, 확인, 및 특성 분석을 위해 zymography 기술이 일상적으로 사용됩니다. Zymography 기술은 SDS-전기영동을 통해 단백질을 분리한 후 포함된 기질을 겔 상에서 분해하는 기능성 효소를 검출하는 데 널리 사용되는 단순하고 민감하며 정량화가 가능한 기술이다. 이 방법은 비 환원 조건하에서 SDS-전기영동 겔에서 전기영동에 의한 단백질의 분리와 겔 상에서 효소 활성을 검출하는 다목적 2 단계의 기술이다. 이는 SDS-전기영동 겔에 기질을 중합시키고 전기영동 분리 후 효소 반응 완충용액에서 복원된 가수분해 효소에 의해 분해되는 것을 기반으로 하는 기술이다. 미생물 배양액, 식물 추출물, 혈액, 조직 배양액, 식품 속 효소 및 메타 프로테옴을 포함한 어떤 종류의 생물학적 시료들을 zymography에 적용하고 분석이 가능하다. Zymography의 장점은 전처리 없이 혼합된 시료를 적용하여 SDS-전기영동 겔 상에서 활성을 지닌 단백질을 직접 육안으로 검출이 가능할 뿐만 아니라 나노그람(nanogram) 수준에서 활성을 확인이 가능하다. 그래서 이 zymography 기술은 다양한 분야에 응용이 가능하다. 하지만, 이러한 장점이 오히려 단점으로 작용하여 실험적 오류를 범할 수 있는 경우가 많다. 본 총설에서 zymography 기술의 장점, 단점, 및 문제점 해결에 관해서 서술하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제13권2호
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• pp.193-204
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• 1984

Zymolyase 조효소로부터 분리, 정제되었고, 효모세포벽 용해 촉진물질로 밝혀진 바 있는 Arthrobacter luteus로부터 유래한 염기성 protease(AL-protease)의 효소학적 성질 및 활성 아미노산 잔기를 검색한 결과는 다음과 같다. 1. AL-pretense는 저해제 DFP 및 PMSF에 의해서 그 Protease 활성 및 용해 촉진활성이 동시에 완전히 소멸 되었으며, 그 저해 반응속도는 chymotrypsin에 대한 것에 비하여 대단히 완만하였다. 1.반응에서 AL-protease와 DFP의 결합 mole비는 1:1로 추정 되었다. 2. 정제된 AL-protease의 동결건조품 중에는 종래효모세포벽 용해반응에 관여하는 것으로 알려진 yeast phosphomannase를 비롯한 다당류 가수분해효소들의 활성은 그 어느 것도 인정되지 않았다. 3. AL-protease의 casein에 대한 최적 pH 및 최적 온도는 pH 10.5와 $65^{\circ}C$이었고, 그 활성은 pH 5${\sim}$11 사이와 $65^{\circ}C$이하에서 안정하였다. 또한, AL-Protease의 활성에 미치는 여러가지 금속이온의 영향은 인정되지 않았다. 4. [$^{32}P$]-DFP에 의하여 화학수식된 [$^{32}P$]-DIP-AL-protease에 대한 활성부위의 아미노산 잔기를 검색, 동정하기 위하여 조제용 PAG-전기영동, SDS-PAG-전기영동, Dowex 이온교환 크로마토그래피 및 고압 여지 전기영동을 실시하였고, 그 결과, AL-protease는 활성 부위에 1분자당 1 mole의 serine 잔기를 가지는 염기성 protease로 밝혀졌다.

• 생명과학회지
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• 제17권12호
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• pp.1682-1688
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• 2007

다기능성 농업용 미생물 제제를 개발하기 위하여 생물방제 및 생물비료 활성을 가지는 미생물을 탐색하였다. 본 연구실에서 분리 및 동정된 균주가운데 Pantoea agglomerans 및 Bacillus megaterium을 실험군주로 선정하였으며, 경남 밀양에 위치하는 양계장 부근 부엽토로부터 새로운 다목적 세균 MF12를 분리하였다. 형태학적, 배양적, 생화학적 특성 및 16S rDNA 염기서열을 분석한 결과, MF12는 Bacillus pumilis로 동정되었다. 이 균주들의 불용성 인산 가용능, IAA 및 siderophore 생성능, ammonification ability, 식물병원성 진균 세포성분 분해효소 생성능 및 항진균능을 조사하였다. P. agglomerans는 고체배지에서 불용성 인산을 가용화할 수 없었으나 액체배지에서는 가용성 인산을 생성하였다. 상기 모든 균주들은 배양시간에 따라 $3{\sim}639{\mu}g/ml$의 IAA를 생성하였으며, P. agglomerans만이 siderophore를 생성하였다. 이 균주는 pectinase와 lipase를 생성하였다. B. megaterium은 amylase, pretense 및 lipase를 생성한 반면 B. pumilisr는 protease와 lipase를 생성하였다. P. agglomerans는 Fusarium oxysporum과 Colletotrichum gloeosporioides의 생육을 억제하였으며, B. pumilis는 Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum 및 Phythium ultimum의 생육을 억제하였다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.273-279
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• 2009

온실효과를 발생시킬 수 있는 $SF_6$는 고체 산 촉매상에서 물과 산소에 의해 가수분해 및 산화반응에서 황 및 불소화합물로 분해될 수 있다. 본 연구에서는 $SF_6$ 제거를 위한 고체 산 촉매로 ${\gamma}-Al_2O_3$가 사용되었으며, 반응온도와 공간속도에 따른 촉매활성이 조사되었다. 가수분해에 의한 촉매환성은 $20,000\;ml/g_{-cat}{\cdot}h$의 공간속도와 973 K이상의 반응온도 조건에서 $SF_6$ 전화율이 거의 100% 달하는 최대 값에 도달하였다. 공간속도가 $45,000\;ml/g_{-cat}{\cdot}h$이하에서 $SF_6$ 전화율은 최대값이 유지되었다. 한편, 동일한 반응조건에서 산화반응에 의한 $SF_6$ 전화율은 약 20%정도였다. ${\gamma}-Al_2O_3$는 가수분해과정 에서 ${\alpha}-Al_2O_3$, 산화반응과정에서 $AlF_3$로 각각 변화됨을 SEM과 XRD분석에 의해 확인되었다. 산화반응 후 $AlF_3$는 $20\;{\mu}m$이상 성장되었고, 이들의 촉매활성은 낮은 표면적 때문에 매우 낮아졌다. 그러므로 $SF_6$의 분해를 위한 촉매반응은 산화반응보다는 가수분해가 유리하다고 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.187-193
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• 2015

Candida (Pseudozyma로도 알려짐) antarctica lipase B(CAL-B)는 학문적으로 그리고 산업적으로 많이 활용되고 있다. CAL-B 자체에 대한 연구는 많이 진행되어온 반면, CAL-B 상동체에 관한 연구는 그리 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 단백질 유사성 검색을 통해서 CAL-B의 상동체 탐색을 수행하였고, 6종의 단백질 서열을 찾았다. 해당하는 유전자들을 대장균에 대한 코돈 최적화를 수행하였고, 이를 바탕으로 유전자 합성을 진행하였다. 이들 유전자를 대장균 발현용 벡터에 클로닝한 후, 대장균 내에서 단백질 발현을 시도하여 이들 중 4종의 단백질이 성공적으로 발현되었다. 이들 단백질들이 가수분해 효소로서의 활성이 있는지 확인하기 위해서, 4-nitrophenyl acetate와 4-nitrophenyl butyrate를 반응기질로 하여 가수분해 반응성을 확인하였다. 이들 단백질들의 비활성(specific activity)값은 $(1.3-30){\times}10^{-2}{\mu}mol/min/mg$로 측정되었고, 이는 CAL-B의 비활성 수치보다는 다소 낮은 값에 해당하였다. (${\pm}$)-1-phenylethyl acetate의 가수분해 반응에 대한 입체선택성은 이들 상동체 효소들 중에서 Pseudozyma hubeiensis SY62에서 유래된 효소만이 CAL-B의 입체선택성과 유사함이 확인되었다.

• BMB Reports
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• 제31권4호
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• pp.364-369
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• 1998

Insect plasma protein is abundant in the hemolymph of holometabolous insect larvae and is used as a source of amino acids and energy for construction of adult structures during metamorphosis. In order to understand the mechanism of decomposition of larval plasma proteins by hemocyte protease, we tried to purify a cysteine protease from the hemocyte lysate by using Carbobenzoxy-L-Phenylalanyl-L-Arginine-4-Methyl-Coumaryl-7-Amide (Z-Phe-Arg-MCA) as substrate and to identify plasma proteins that are selectively susceptible to the purified protease. Here, we describe the purification and characterization of a cysteine protease that specifically hydrolyzes the plasma protein of the coleopteran insect, Tenebrio molitor, larvae. The molecular mass of this enzyme was 25 kDa, as determined by SDS-PAGE under reducing conditions. The amino acids sequence of its $NH_{2}-terminus$ was determined to be Leu-Pro-Gly-Gln-Ile-Asp-Trp-Arg-Asp-Lys-Gly. This sequence contained Pro, Asp, and Arg residues, conserved in many papain superfamily enzymes. The specific cysteine protease inhibitors, such as E-64 and leupetin, inhibited its hydrolytic activity. One plasma protein with a molecular mass of 48 kDa was selectively hydrolyzed within 3 h when the purified enzyme and plasma proteins were incubated in vitro. However, the 48 kDa protein was not hydrolyzed by the purified 25 kDa protease in the presence of E-64. Western blotting analysis at various developmental stages showed that the purified enzyme was detected at larvae, pupae, and adult stages, but not the embryo stage.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제8권6호
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• pp.656-662
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• 1998

To make a distinction between the influence of the dielectric constant and of methanol concentration on trypsin-catalyzed hydrolysis and methanolysis at $0^{\circ}C$, a model reaction of $N^u$-benzyloxycarbonyl-L-lysine p-nitrophenyl ester with water-methanol mixtures was chosen and a kinetic study done. The $k_{cat}$ values increased with methanol concentration, in a linear manner whereas $K_{M}$ values increased in a log-linear fashion. However, the $k_{cat},$_{M}$ ratio increased at lower methanol concentrations than 30% and then began to decrease at higher concentrations. The decrease in $k_{catK_M}$observed at higher than 30% methanol concentrations is attributed to the hydrophobic partitioning effect on substrate binding. On the other hand, the increase in $k_{catK_M}$ in the 0~30% methanol concentration range seems to be due to the effect of nucleophilic cosolvent on $k_{cat}$ and of the dielectric constant on $k_m$. This explanation was verified by measuring the effect of varying the dielectric constant of the medium on kinetic constants with isopropyl alcohol chemically unrelated to the enzyme reaction as the methanol concentration is maintained at a constant level. Therefore, we conclude that the effect of increasing the methanol concentration in the model reaction on the kinetic parameters $k_{cat \;and\;{K_M}}$ is caused by changes in both the nucleophilicity and the dielectric constant of the medium. Based on product analysis, the increase in $k_4, k_3$by decreasing the temperature can be accounted for by the suppression of hydrolytic reactions. This observation indicates that the nucleophile is favored by low temperatures. There was no loss of trypsin activity over a 10 h period in 60% methanol concentration at $pH^＊\; 5.5,\; 0^{\circ}C$.EX>.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권7호
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• pp.1132-1138
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• 2006

Three types of xylanases (EC 3.2.1.8) were detected in the strain Aspergillus niger A-25, one of which, designated as XynIII, also displayed ${\beta}-(l,3-1,4)-glucanase$ (EC 3.2.1.73) activity, as determined by a zymogram analysis. XynIII was purified by ultrafiltration and ion-exchange chromatography methods. Its apparent molecular weight was about 27.9 kDa, as estimated by SDS-PAGE. The purified XynIII could hydrolyze birchwood xylan, oat spelt xylan, lichenin, and barley ${\beta}-glucan$, but not CMC, avicel cellulose, or soluble starch under the assay conditions in this study. The xylanase and ${\beta}-(l,3-1,4)-glucanase$ activities of XynIII both had a similar optimal pH and pH stability, as well as a similar optimal temperature and temperature stability. Moreover, the effects of metal ions on the two enzymatic activities were also similar. The overall hydrolytic rates of XynIII in different mixtures of xylan and lichenin coincided with those calculated using the Michaelis-Menten model when assuming the two substrates were competing for the same active site in the enzyme. Accordingly, the results indicated that XynIII is a novel bifunctional enzyme and its xylanase and ${\beta}-(l,3-1,4)-glucanase$ activities are catalyzed by the same active center.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권1호
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• pp.62-67
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• 2016

전통발효 식품으로부터 젖산균을 분리하고, ${\beta}$-glucosidase, ${\beta}$-glucuronidase, ${\beta}$-xylosidase, ${\beta}$-galactosidase, ${\beta}$-arabinofuranosidase, ${\beta}$-arabinosidase, ${\beta}$-arabinopyranosidase 등 생물전환과 관련된 유용 효소활성을 조사하였다. 효소활성 평가를 통하여 선발된 9점의 젖산균 발효에 의한 epigallocatechin-3-gallate(EGCG), epigallocatechin(EGC), epicatechin gallate(ECG), 및 epicatechin(EC)의 함량 변화를 조사하였다. 배추 김치에서 분리된 Leuconostoc mesenteroides MBE1424로 명명된 균주는 발효에 의하여 카테킨 중 EGC의 함량을 약 60% 증가시켰으며, 배양온도 $40^{\circ}C$에서 가장 우수한 비성장속도를 나타내어 기존에 보고된 균주보다 상대적으로 내열성이 우수한 것으로 판단되었다. Leuconostoc mesenteroides 균주는 녹차 추출물의 생물전환에 필요한 유용한 효소계를 보유하고 있는 것으로 추정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.194-199
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• 2009

우수한 항산화제로 알려진 astaxanthin을 함유한 H. pluvialis 균체로부터 작용기작이 상이한 exe형과 endo형의 단백질 분해 효소와 복합 다당류 분해 효소를 이용하여 식품용 haematococcus추출물을 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 조사하였다. 상업용 단백질 분해 효소로는 Alcalase (endo형)와 Flavourzyme (exe형)을 복합 다당류 분해효소로는 Viscozyme을 사용하였다. 단백질 분해 효소는 endo형과 exe형을 병용하는 것이 추출물의 astaxanthin 함량을 증가시켰다. Viscozyme과 함께 2종류의 단백질 분해 효소를 사용하는 경우에는 Alcalase와 Flavourzyme을 병용하여 1차로 처리한 후 Viscozyme을 2차로 사용하는 2단계 가수분해 방법이 적절하였다. 이 조건에서 astaxanthin 함량은 효소를 사용하지 않은 대조구에 비하여 320% ($529{\mu}g/g{\rightarrow}2,256{\mu}g/g$) 이상 향상되었다. 또한 DPPH법으로 조사한 항산화 활성은 astaxanthin 함량에 비례하여 증가하였으며, 1차로 Alcalase와 Flavourzyme을 병용하여 처리한 후 2차로 Viscozyme을 사용하는 조건에서 가장 우수하였다.