• 제목/요약/키워드: lignin-peroxidase

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Funalia trogii에 의한 Laccase와 Manganese Peroxidase의 생산시 $Zn^{2+}$ 및 Ferulic Acid가 미치는 영향 (Effect of $Zn^{2+}$ and Ferulic Acid on Laccase and Manganese Peroxidase Production by Funalia trogii)

  • 박철환;한은정;이병환;이진원;김상용
    • KSBB Journal
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    • 제21권2호
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    • pp.85-89
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    • 2006
  • F. trogii ATCC 200800으로부터 원형질체 분리를 통해 단일균주들을 선별하였으며, 선별된 균주들의 고체배양 및 agar plug assay를 통해 효소생산을 위한 균주를 대량 선별하였다. Agar plug assay를 통해 4일 동안 100여종 이상의 균주를 동시에 배양, 분석이 가능하였으며, 염료분해환을 형성하지 않은 균주는 액체배양 확인 결과 MnP의 생산이 거의 일어나지 않는 것으로 나타났다. 이러한 방법으로 선별된 균주를 이용하여 UV 돌연변이를 통해 모균주로부터 유전적 변이를 유도해 새로운 균주선별을 시도하였으며, 이로부터 모균주와 비교하여 효소생산성이 향상되고 안정성이 증대된 균주를 선별할 수 있었다. 모균주와 선별된 균주의 명확한 유전적 차이를 규명하기보다는 배양시 형태학적 특성이 상이함을 확인하였다. 또한, 선별된 균주를 이용하여 배양액내에 다양한 종류의 inducer를 첨가에 따라 효소생산에 미치는 영향을 확인하였다. 과량의 inducer 물질이 첨가될 경우, 균체성장은 물론 효소생산성도 크게 떨어졌으며, 균체성장이 어느 정도 이루어진 상태 즉, 이차대사가 이루어지는 시점에서 inducer를 첨가할 경우 그 효율이 최대였으며, 동시에 inducer를 첨가할 경우 보다 미량씩 일정량을 나누어 주입할 경우 효소생산에 더 유리한 것으로 나타났다.

회전식 통풍관 생물반응기 사용에 따른 느타리균의 manganese peroxidase 생산 및 특성 (Production of manganese peroxidase from Pleurotus ostreatus using a rotary draft tube bioreactor (RTB) and characterization of its activity)

  • 하효철
    • 한국버섯학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.316-321
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    • 2021
  • 리그닌 분해효소의 생산은 나선형 리본이 있는 새로운 형태의 회전식 통풍관 생물 반응기(RTB)를 사용하여 느타리(Pleurotus ostreatus) No.42에 의해 실시하였다. 락게이즈(laccase)의 최대 생산량은 배양 3일 후 약 8,200 U/bioreactor 수준에 도달한 후 감소하였다. 반면에, 망간퍼옥시데이즈(MnP)의 최대 생산은 6일 배양 후 약 8,400 U/bioreactor의 수준에 도달하였다. 그러나 이 발효조에서 리그닌퍼옥시데이즈(LiP)는 검출되지 않았다. 그 결과 회전식 통풍관 생물 반응기(RTB)가 리그닌 분해효소를 대규모 생산을 위해 성공적으로 생산할 수 있음을 보여주었다. 이 발효기에서 망간퍼옥시데이즈의 정제 과정은 Sepharose CL-6B, Superdex 75 prep grade 및 Mono-Q에 대한 크로마토그래피를 포함하여 정제하였다. 이 주요 효소는 sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide겔 전기영동(SDS-PAGE)에서 분자량 36,400, pI 3.95의 등전점(IEF)으로 각각 확인되었다. 이 발효기의 주요 효소 N-말단 서열은 정치 및 진탕배양과 같은 다른 배양조건에서 보고된 MnP3 효소와 동일하였다.

담자균류 목질섬유소 분해효소의 특성과 산업적 이용 (Industrial applications and characteristics of lignocellulolytic enzymes in Basidiomycetous fungi)

  • 임선화;강희완
    • 한국버섯학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.51-58
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    • 2016
  • Basidiomycetous fungi are one of the most potent biodegraders because many of its species grow on dead wood or litter, in environments rich in lignocellulose. For the degradation of lignocellulose, basidiomycetes utilize their lignocellulytic enzymes, which typically include laccase (EC 1.10.3.2), lignin peroxidase (EC 1.11.1.14), xylanase (EC 3.2.1.8), and cellulase (EC 3.2.1.4). In recent years, the practical applications of basidiomycetes have ranged from the textile to the pulp and paper industries, and from food applications to bioremediation processes and industrial enzymatic saccharification of biomass. Recently, spent mushroom substrates of edible mushrooms have been used as sources of bulk enzymes to decolorize synthetic dyes in textile wastewater. In this review, the occurrence, mode of action, general properties, and production of lignocellulytic enzymes from mushroom species will be discussed. We will also discuss the potential applications of these enzymes.

Multifarious activities of cellulose degrading bacteria from Koala (Phascolarctos cinereus) faeces

  • Singh, Surender;Thavamani, Palanisami;Megharaj, Mallavarapu;Naidu, Ravi
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제57권7호
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    • pp.23.1-23.6
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    • 2015
  • Cellulose degrading bacteria from koala faeces were isolated using caboxymethylcellulose-Congo red agar, screened in vitro for different hydrolytic enzyme activities and phylogenetically characterized using molecular tools. Bacillus sp. and Pseudomonas sp. were the most prominent bacteria from koala faeces. The isolates demonstrated good xylanase, amylase, lipase, protease, tannase and lignin peroxidase activities apart from endoglucanase activity. Furthermore many isolates grew in the presence of phenanthrene, indicating their probable application for bioremediation. Potential isolates can be exploited further for industrial enzyme production or in bioremediation of contaminated sites.

큰느타리버섯 수확 후 배지로부터 리그닌섬유소분해효소 생산 (Production of Lignocellulytic Enzymes from Spent Mushroom Compost of Pleurotus eryngii)

  • 임선화;김종군;이윤혜;강희완
    • 한국균학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.152-158
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    • 2012
  • 큰느타리 수확 후 배지(spent mushroom compost, SMC)로부터 목질분해효소인 ${\alpha}$-amylase (EC 3.2.1.1), lignin peroxidase (EC 1.11.1.14), laccase (EC 1.10.3.2), xylanase (EC 3.2.1.8), ${\beta}$-xylosidase (EC 3.2.1.37), ${\beta}$-glucosidase (EC 3.2.1.21) cellulase (EC 3.2.1.4)가 다양한 buffer로 추출 되었으며 1 g SMC당 5 volume으로 첨가하고 2시간 동안 $4^{\circ}C$에서 200 rpm속도로 진탕배양 시에 최적 효소회수율을 보였다. ${\alpha}$-Amylase는 2.10에서 2.80 U/g (SMC)의 효소활성을 보였으며 ${\beta}$-glucosidase와 ${\beta}$-xylosidase는 0.1 U/g 이하의 가장 낮은 효소활성이 나타났다. Cellulase는 2.80 U/g와 xylanse는 5.0 U/g이상의 비교적 높은 효소회수율을 보였다. 큰느타리버섯 SMC 추출물은 상업용 laccase와 탈색효과 cellulase와는 filter paper분해활성을 비교하여 산업적 적용을 평가하였다.

다양한 버섯 수확 후 배지로부터 목질섬유소 분해효소의 최적 추출 및 특성 (Optimal Extraction and Characteristics of Lignocellulytic Enzymes from Various Spent Mushroom Composts)

  • 임선화;이윤혜;강희완
    • 한국균학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.160-166
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    • 2013
  • 느타리버섯(Pleurotus ostreatus), 큰느타리버섯(Pleurotus eryngii), 팽이버섯(Flammulina velvtipes)과 노루궁뎅이버섯(Hericium erinaceum), 느티만가닥버섯(Lyophyllum ulmarium), 노랑느타리버섯(Pleurotus cornucopiae), 잣버섯(Lentinus lepideus), 버들송이버섯(Agrocybe cylindracea)의 수확 후 배지 (spent mushroom compost, SMC)로부터 ${\alpha}$-amylase (EC 3.2.1.1), lignin peroxidase (EC 1.11.1.14), laccase (EC 1.10.3.2), xylanase (EC 3.2.1.8), ${\beta}$-xylosidase (EC 3.2.1.37), ${\beta}$-glucosidase (EC 3.2.1.21) 및 cellulase (EC 3.2.1.4)의 활성을 추출 buffer별로 조사하였다. 물과 0.25% Triton X-100가 효소 회수율이 높았으며 xylanase는 팽이버섯 SMC에서 153 U/g으로 가장 많이 생산되었으며 laccase는 큰느타리버섯 SMC에서 8.0 U/g로 가장 높았다. ${\alpha}$-amylase (3.6 U/g)와 cellulase (3.2 U/g)는 버들송이 SMC에서 가장 많이 생산되었다. 큰느타리버섯 SMC 추출물의 laccase와 cellulase 활성은 상용 효소와 필적하는 효소활성을 보여 산업적 이용 가능성을 시사하였다.

Kraft펄프의 효소표백반응에 미치는 페놀라디칼 전달체의 영향 (The Effects of Phenolic Radical Carriers on the Enzymatic. Bleaching of Kraft Pulp)

  • 류근갑
    • KSBB Journal
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    • 제10권2호
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    • pp.183-190
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    • 1995
  • 효소를 이용한 펄프의 전 처리가 펄프의 표백 효 과에 미치는 영향을 조사하였다. 펄프의 kappa number 감소율은, 효소를 사용하지 않고 IN NaOH 용액으로 추출하였을 경우에는 13.7% 였으나 xyla nase(EC 3.2.1.8, Pulpzyme HB)를 사용하여 전 처 리를 하였을 경우에는 IN NaOH 추출 후 25.2%로 증가하였다. Xylanase와 함께 peroxidase mc 1.11.1.7, Novozyme 502) 빛 $H_2O_2$(O.lmM)를 사용하여 전 처리를 하였을 때, 페놀성 물질을 radical carrier 로 사용할 수 있는 가능성을 조사하였다. Radical carner로서 guaiacol(ImM)을 사용하면 kappa number의 감소율이 29.6%로 증가하였다. 그러나 phenol, p-chlorophenol 등을 radical carrier로서 샤용하거나 높은 농도의 $H_2O_2$(ImM)를 사용할 경우 에는 kappa number의 감소율은 줄어들므로 radi cal의 생성 속도 및 radical의 안정성이 중요한 변수 가 됨을 알 수 있었다.

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수질분해균(水質分解菌)에 의한 4,5,6-Trichloroguaiacol의 미생물분해(微生物分解) (Biodegradation of 4,5,6-Trichloroguaiacol by White Rot Fungi, Phanerochaete chrysosporium, Trametes versicolor, and Inonotus cuticularis)

  • 안세희;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제26권3호
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    • pp.63-72
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    • 1998
  • In order to evaluate the biodegradability and mechanism of 4,5,6-trichloroguaiacol (TCG) produced from bleaching process in pulp mill by Phanerochaete chrysosporium, Trametes versicolor, and Inonotus cuticularis, changes in TCG and its metabolites during biodegradation were analyzed by HPLC, and GC/MS spectrometry. By three fungi, the maximum biodegradability against TCG were very quickly reached, compared with other chlorinated aromatic compounds such as PCP. Within 24 hrs, T versicolor indicated up to 95% of TCG removal rate, and P. chrysosporium and I. cuticularis also showed more than 80%, and 90%, respectively. Particularly, in case of T. versicolor, the removal rate of TCG after 1 hr. incubation was reached to approximately 90%, implying very rapid metabolization of TCG. However, by analyzing the filtrates extracted from TCG containing culture by GC/MS, the major metabolites at initial stage of biodegradation were dimers, indicating that the added TCG monomers were quickly polymerized. The others were trichloroveratrole, dichloroguaiacol, and trichlorobenzoic acid, suggesting that TCG may be biodegraded by several sequential reactions such as polymerization, oxidation, methylation, dechlorination, and hydroxylation. In other experiments, the extracellular fluid which did not contain any fungal mycelia was used to evaluate the effect of mycelia on TCG biodegradation. The extracellular fluid of T. versicolor also biodegraded TCG up to 90% within 24hrs, but those of P. chrysosporium and I. cuticularis did not show any good biodegradability. T versicolor showed the highest value of laccase, and other two fungi indicated a little activity of lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP). In addition, the laccase activity of T. versicolor was very linearly proportional to the removal rate of TCG during incubation, in other words, showing the induction effect against TCG. Consequently, the biodegradation of TCG was very dependent upon the activity of laccase.

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Biodegradation and Saccharification of Wood Chips of Pinus strobus and Liriodendron tulipifera by White Rot Fungi

  • Hwang, Soon-Seok;Lee, Sung-Jae;Kim, Hee-Kyu;Ka, Jong-Ok;Kim, Kyu-Joong;Song, Hong-Gyu
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권11호
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    • pp.1819-1825
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    • 2008
  • Degradation and glucose production from wood chips of white pine (Pinus strobus) and tulip tree (Liriodendron tulipifera) by several white rot fungi were investigated. The highest weight losses from 4 g of wood chips of P. strobus and L. tulipifera by the fungal degradation on yeast extract-malt extract-glucose agar medium were 38% of Irpex lacteus and 93.7% of Trametes versicolor MrP 1 after 90 days, respectively. When 4 g of wood chips of P. strobus and L. tulipifera biodegraded for 30 days were treated with cellulase, glucose was recovered at the highest values of 106 mg/g degraded wood by I. lacteus and 450 mg/g degraded wood by T. versicolor. The weight loss of 10 g of wood chip of L. tulipifera by T. versicolor on the nutrient non-added agar under the nonsterile conditions was 35% during 7 weeks of incubation, and the cumulative amount of glucose produced during this period was 239 mg without cellulase treatment. The activities of ligninolytic enzymes (lignin peroxidase, manganese peroxidase, and laccase) of fungi tested did not show a high correlation with degradation of the wood chips and subsequent glucose formation. These results suggest that the selection of proper wood species and fungal strain and optimization of glucose recovery are all necessary for the fungal pretreatment of woody biomass as a carbon substrate.

한국산 주걱송편버섯(Pycnoporus cinnabarinus) SCH-3로부터 정제 된 Laccase의 특성 (Characterization of Laccase Purified from Korean Pycnoporus cinnabarinus SCH-3)

  • 박은혜;윤경하
    • 한국균학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.59-66
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    • 2003
  • 한국산 주걱송편버섯(Pycnoporus cinnabarinus) SCH-3로부터 배지 내로 분비된 laccase를 ultrafiltration과 anion exchange chromatography, adsorption chromatography를 이용하여 분리 정제하고 정제된 호소의 특성을 조사하였다. Laccase는 균주의 일차 대사 과정에서 주로 생산되는 세포외 페놀 산화효소였다. 주걱송편버섯을 기본 배지에서 배양하였을 때 생장은 배양 9일에 최대였고, laccase의 활성은 배양 7일에 최대활성을 나타냈으며 배양액에서 LiP, MnP 그리고 AAO의 활성은 측정되지 않았다. Laccase의 생산에 미치는 유도원의 영향을 조사하기 위하여 배양 중인 주걱 송편버섯에 몇몇 유도원을 첨가한결과, 2,5-xylidine은 대조구에 비하여 laccase의 생산을 25배 증가 시켰다. 정제된 laccase는 SDS 젤 전기영동에서 대략 66 kDa의 분자량을 가지는 단일 폴리펩타이드(single polypeptide)였고, 탄수화물 함량은 9%였다. ABTS [2,2-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid)]를 기질로 사용하며 정제된 laccase의 $K_{m}}$$V_{max}$를 조사한 결과 각각 $44.4{\mu}M\;and\;56.0{\mu}mole$로 측정되었다. Laccase 활성의 최적 pH는 3.0이며, 이 효소는 $60{\circ}C$에서 1시간 동안 처리하였을 때 매우 안정적이었고 $80{\circ}C$에서 10분간 처리하였을 때 효소의 활성이 반감되었다. Laccase의 분광학적 특성을 조사한 결과 구리를 포함하는 단백질로 나타났다. 일반적으로 알려진 laccase의 기질들에 대한 특이성을 조사한 결과 5mM ABTS와 5mM hydroquinone에서 높은 활성을 나타내었으며 tyrosine에서는 laccase의 활성이 나타나지 않았다. 저해제의 영향을 조사한 결과, 일반적으로 구리를 포함하는 단백질의 저해제인 $NaN_{3}$, TGA, DDC를 일정농도로 처리한 실험구에서는 효소의 활성이 완전하게 억제되었으며, p-coumaric acid와 EDTA 처리구에서는 효소의 활성이 억제되지 않았다. 한국산 주걱송편버섯 SCH-3 균주로부터 생산되는 laccase의 N-말단의 아미노산의 서열은 P. coccineus의 laccase와 호주에서 분리 동정된 P.cinnabarinus PB의 laccase와 94%가 같았다.