• KSBB Journal
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• 제17권2호
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• pp.137-141
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• 2002

산가수분해법과 칼럼크로마토그라피법을 이용하여 레반 올리고당과 저분자량 레반을 생산하였다. 레반에 대한 산가수분해반응은 시간의존적으로 비례적으로 진행되었으며, 다른 미생물 유래의 레반을 사용시에도 동일한 결과를 나타내었다. 레반 올리고당의 제조를 위한 최적화된 조건은 5% 레반을 0.38 M 황산, 95$^{\circ}C$, 4분간 처리하였을 때였으며, 최종생산물로 중합도 3-6의 레반 올리고당을 얻었다. 생성된 레반을 올리고당을 탄소 원으로 이용하여 두 젖산 생성균주(Lactobacillus plantaurm KCTC 3104와 Pedioccccus pentosaceus KCTC3507)의 생장배지에 첨가하고 레반 자체를 첨가한 배지와 비교시, 뚜렷한 생육촉진효과와 pH 감소효과가 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권1호
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• pp.102-108
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• 2006

The IscA gene, encoding a levansucrase of 424 amino acids (aa) residues, was cloned from the genomic DNA of Pseudomonas aurantiaca S-4380, and overexpressed in Escherichia coli. The recombinant levansucrase overexpressed in E. coli was then used to produce levan from sucrose. Levan crystals with 98% purity could be obtained from the reaction mixture with $62\%$ yield using an alcohol precipitation method. The molecular weight of the levan was $7\times10^5$ daltons. Methylation studies showed that the levan was branched: main linkage C-2,6; branched linkage C-2,1; and degree of branching $6\%$. Three bacterial levans from different strains were incubated with levan fructotransferase (LFTase) from Arthrobacter ureafaciens K2032, which produced $di-\beta-D-fructofuranose$ dianhydride IV (DFA IV); final conversion yields from the levans to DFA IV were $39\%$ in Zymomonas mobilis, $53\%$ in Serratia levanicum, and $59\%$ in P. aurantiaca S-4380 levansucrase. The levan from P. aurantiaca S-4380 levansucrase gave the highest conversion yield of levan to DFAIV so far reported.

• 미생물학회지
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• 제34권1_2호
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• pp.37-42
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• 1998

토양으로부터 levan을 분해하여 단일종의 fructooligosaccharide를 생산하는 새로운 미생물을 분리 선별하여 본 연구의 공시균주로 선택하였다. Levanase 생산을 위한 최적 배지조성은 0.5% levan, 0.3% yeast extract 0.3% $NaNO_3$, 0.1% $K_2HPO_4$, 0.05% NaCl(pH 8.0)이었으며, 500ml용 shaking flask에 배지 50ml를 넣어 $30^{\circ}C$에서 54시간 배양시켰을 때 목적효소의 생산이 최대에 도달하였다. Levanase에 의해 생성되는 생성물은 단일종의 oligo당임이 확인되었으며 측쇄가 많은 levan으로부터는 소량의 측쇄구조를 가진 oligosaccharide로 추정되는 미지의 물질이 부산물로 생성되었다. 생성 oligo당을 순수하게 정제하여 HPLC 및 ESI-MASS로 중합도를 조사한 결과 DP가 7인 levanheptaose임이 판명되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권6호
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• pp.1064-1069
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• 2008

Levan fructotransferase (LFTase) preferentially catalyzes the transfructosylation reaction in addition to levan hydrolysis, whereas other levan-degrading enzymes hydrolyze levan into a levan-oligosaccharide and fructose. Based on sequence comparisons and enzymatic properties, the fructosyl transfer activity of LFTase is proposed to have evolved from levanase. In order to probe the residues that are critical to the intramolecular fructosyl transfer reaction of the Microbacterium sp. AL-210 LFTase, an error-prone PCR mutagenesis process was carried out, and the mutants that led to a shift in activity from transfructosylation towards hydrolysis of levan were screened by the DNS method. After two rounds of mutagenesis, TLC and HPLC analyses of the reaction products by the selected mutants revealed two major products; one is a di-D-fructose-2,6':6,2'-dianhydride (DFAIV) and the other is a levanbiose. The newly detected levanbiose corresponds to the reaction product from LFTase lacking transferring activity. Two mutants (2-F8 and 2-G9) showed a high yield of levanbiose (38-40%) compared with the wild-type enzyme, and thus behaved as levanases. Sequence analysis of the individual mutants responsible for the enhanced hydrolytic activity indicated that Asn-85 was highly involved in the transfructosylation activity of LFTase.

• 한국식품영양과학회지
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• 제27권3호
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• pp.441-447
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• 1998

A bacterial strain No. 43 was isolated from soil samples as a levan-assimiating microorganism producing an extracellular levanase and hydrolying levan to levanbiose. According to the taxonomic characteristics of its morphological and physiological properties, the strain was idenified as Pseudomonas sp. No. 43. The optimum culura medium was composed of 10g levan, 5g(NH4)2SO4, 3g NH4Cl, 3g polypepton, 1g K2HPO4, 0.5gMgSO4.7H2O, and 0.2g MnCl2.4H2O per liter. The cultivation for levanase was carried out in pH 7.0 at 4$0^{\circ}C$ for 28hr. The reaction product was a kind of oligosaccharide and it was purified by chilled ethanol precipitation and gel filtration for evalluation of degree of polymerization (DP). The purified product was determined as levanbiose of MW 342 and DP2 by HPLC and FAB-MS.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권1호
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• pp.64-67
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• 2006

To enhance the stability of ascorbic acid, the glycosylation of ascorbic acid was studied using the transfructosylation activity of levan fructotransferase. When levan was used as glycosyl donor, a novel fructoside (ascorbic acid 2-ffuctoside) was formed by the transfructosylation activity of the levan fructotransferase. The production of ascorbic acid 2-fructoside was highly affected by the concentration of the fructosyl acceptor (ascorbic acid). When $35\%$ of ascorbic acid and $2\%$ of levan were incubated with LFTase of 0.5 unit/glevan at $37^{\circ}C$ for 85 h, a maximum 52 g/l of AA-2F was produced.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권3호
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• pp.348-353
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• 2003

Generally, two different types of fructose polymer are found in nature. One is inulin, whose fructosyl residues are linked mainly by a ${\beta}-(2,1)-linkage$, while the other is high-molecular-weight levan, whose fructosyl residues are linked mainly by a ${\beta}-(2,6)-linkage$. In contrast to the extensive studies on the prebiotic properties of inulin, there has been no report on the effect of levan on the large bowel microflora in viva. Therefore, to examine whether dietary levan can be used as a prebiotic, Sprague-Dawley male rats were fed one of two diets for 3 weeks: 1) basal diet plus sucrose; 2) basal diet plus 10% (wt/wt) levan. The cecal bowel mass, cecal and colon short-chain fatty acids (SCFAs), pH, and microflora were then compared. The intake of the levan-containing diet significantly increased the total cecal weight and wall weight. The analyses of the SCFAs in the cecal and colonic contents revealed that levan was converted into acetate, butyrate, and lactate, which resulted in acidic conditions. The intake of levan also significantly increased the total number of microorganisms by 5-fold and lactic acid-producing bacteria (LAB) 30-fold in the feces. Accordingly, the current work shows that levan can be used as a prebiotic for stimulating the growth of LAB in an animal model.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권1호
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• pp.51-57
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• 2007

본 연구에서는 레반의 경구 투여가 혈중 지질 및 체내 칼슘대사에 미치는 영향을 검토하고자 0.1% 칼슘제한식이를 섭취하는 흰쥐를 대상으로 각각 식이무게의 2.5%와 5% 수준의 레반을 8주간 투여하면서 대사실험을 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 체중 증가량은 대조군(C)에 비하여 5% 레반을 섭취한 군에서 감소하였으며 신장의 무게는 대조군에 비하여 레반 섭취군에서 유의적으로 높았으나 간무게는 차이가 없었다. 레반의 섭취는 맹장 내용물을 유의적으로 증가시켰으며 5%레반 섭취시 맹장조직의 무게가 유의적으로 증가하였다. 혈장 triacylglycerol과 LDL-cholesterol은 대조군에 비하여 5% 레반 섭취군에서 유의적으로 감소하였으나 AI에는 차이가 없었다. 혈장 alkaline phosphatase (ALP)와 뇨중 hydroxnproline(HP) 배설량, 혈장 칼슘 농도, 체중에 대한 대퇴골 무게 비는 레반 섭취로 변화되지 않았다. 그러나 5% 레반 섭취군의 변 중 칼슘 배설량은 대조군에 비하여 유의적으로 적었으며 칼슘 흡수율은 높았다. 레반섭취군의 뇨 칼슘 배설량과 칼슘 보유량(Ca retention)은 대조군과 차이가 없었다. 본 연구의 결과로 보아 수용성 식이섬유인 레반은 혈장 지질 개선효과와 칼슘 흡수율 증가 등의 유익한 생리적 특성을 보이므로 다이어트와 정장 기능성 소재로 뿐만 아니라 심순환계 질환의 예방과 골 대사 개선용 기능성식품 소재로의 활용도 가능할 것으로 보인다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제31권5호
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• pp.788-795
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• 2002

본 연구는 프락토즈 중합체인 레반의 지질 감소 효과와 비만 유전자인 UCP를 통한 에너지 대사에 미치는 효과를 살펴보기 위하여 성장기 6주간 AIN-76A diet로 사육한 흰쥐에게 레반을 식이 섭취량의 1%, 2%로 5주간 경구투여하여, 혈중 지질 수준과 체지방 형성 및 혈중 인슬린, 렙틴 농도와 갈색 지방 조직, 백색지방 조직, 골격 근육, 시상하부에서 의 UCP mRNA 발현량 변화를 관찰하였다. 연구 결과를 종합해 보면 다음과 같다. 1) 레반군에서 혈청 중성지방과 총 콜레스테롤은 감소하고 HDL 콜레스테롤 수준은 영향을 미치지 않아 1%와 2% 레반 공급이 지질 대사를 개선시킬 수 있음을 보여주었다. 2) 1%와 2% 레반군에서 내장 지방 무게가 감소하여 적은 양의 레반 공급으로 체지방 축적이 억제될 수 있음을 보여주었다. 3) 갈색 지방 조직과 부고환 지방, 복막 지방 무게는 그룹간 차이가 나타나지 않았다. 4) 혈청 인슬린 농도는 1% 레반군에서, 혈청 렙틴 농도는 1% 레반군, 2% 레반군에서 대조군에 비해 감소하는 경향을 나타내었으나 통계적 유의성은 나타나지 않았다. 5) 1%와 2% 레반 공급에 의하여 갈색 지방 조직과 골격근육, 시상하부에서의 UCP mRNA발현량에는 변화가 없었다. 6) 백색 지방 조직의 UCP 2 mRNA 발현량이 레반 공급에 의해 증가하여 1%와 2%레반 공급에 의해 에너지 소비율이 증가할 수 있음이 나타났다 결론적으로 저농도의 1%와 1% 액상 레반 공급은 총 식이의 ,3%～5% 레반 공급과 비교하여 혈중 총 콜레스테롤과 중성 지방 감소 효과에는 차이가 있으나 UCP 발현 증가에 미치는 영향은 적은 것으로 보인다. 그러나 저농도의 1～2% 액상 레반 공급으로 지질 대사를 개선하고 체지방 축적을 어느 정도 억제하는 효과를 나타냄을 알 수 있으며 이에 관한 임상 연구로 레반의 고지혈증과 비만을 조절하는 기능성 식품 소재로서의 가능성 검색이 요망된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.567-570
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• 2000

DFA IV를 생산하는 levan fructotransferase를 ${\kappa}\;-carrageenan$을 이용하여 고정화한 결과 카라기난의 농도가 2%일 때 가장 높은 활성을 나타내었다. 이 때에 고정화 담체에 포괄되어지는 효소의 활성도는 0.81 units으로서 soluble enzyme 7.7 units에 비해 상대적으로 낮은 활성을 보여주었다. 고정화 및 soluble enzyme의 최고 활성온도와 최적 pH는 동일하게 $55^{\circ}C$, pH6.0 이었다. 가교제를 처리할 경우에 적당한 농도는 0.5%로 생각되어진다. $37^{\circ}C$에서 시간에 따른 고정화 및 soluble enzyme의 DFA IV 생산량을 HPLC로 분석한 결과 60시간 이후의 전환률이 각각 32%, 61%로 나타났다.