• 미생물학회지
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• 제46권3호
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• pp.308-312
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• 2010

대표적인 중호열성 방사선저항성 미생물인 Deinococcus geothermalis에는 다른 Deinococcus 속과 비교해 당대사 작용에 관여하는 유전자가 풍부하게 존재하는 특징이 있다. 본 연구에서는 D. geothermalis를 이용하여 xylan의 최적 분해조건을 확인하였고, beechwood xylan, birchwood xylan 및 oat spelt xylan의 최종 분해산물을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 기질의 종류에 따른 당화율을 비교한 결과 beechwood xylan, birchwood xylan 그리고 oat spelt xylan 순서로 당화율이 높게 나타났다. D. geothermalis를 이용한 xylan의 최적 분해조건인 $40^{\circ}C$, pH 8.0 그리고 마그네슘 이온을 첨가하였을 때 당화율이 7.5배 증가하였다. Beechwood xylan과 birchwood xylan의 최종 분해산물은 xylose, xylobios, xylotriose, xylotetraose, xylopentaose, 그리고 xylohexalose였으며, xylose의 함량이 가장 높았다. 또한 oat seplt xylan의 최종 분해산물은 xylose, xylopentaose 그리고 xylohexalose가 생성되었다. Xylan의 효율적인 당화를 위하여 전처리 방법으로서 방사선조사를 하였고, 방사선조사 후 D. geothermalis에 의한 beechwood xylan, birchwood xylan 그리고 oat spelt xylan의 당화율이 증가하였다. 본 연구를 통하여 D. geothermalis 및 방사선을 이용한 전처리 방법이 xylooligosaccharides를 생산하는데 유용함을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권4호
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• pp.383-388
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• 2009

토양으로부터 세포외로 xylanase를 분비 생산하는 방선균 YB-914가 분리되었으며, 형태, 배양, 생화학적 특성을 조사한 결과 Streptomyces 속 균주로 확인되었다. 분리균의 배양상등액에 존재하는 xylanase는 pH 5.5과 $55^{\circ}C$의 반응조건에서 반응성이 가장 높았으며, pH 4.5~7.0 범위에서 최대활성의 80% 이상을 나타냈다. Xylanase의 생산을 위한 배지를 최적화하기 위해서 G.S.S 배지성분을 여러 종류의 탄수화물로 대체하였다. Oat spelt xylan, corn cob xylan, 밀기울 및 유당과 같은 탄수화물은 Streptomyces sp. YB914의 xylanase 생산성을 증가시키는 것으로 확인되었으며, galactose와 arabinose는 효소 생산을 크게 억제하였다. Oat spelt xylan(1%)와 유당(1.5%)을 함유한 변형배지에서 xylanase의 최대생산성이 48 U/mL로 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제17권4호
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• pp.568-574
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• 2007

리그닌 분해 세균인 Pseudomonas sp. LG2는 lignocellulose 기질을 분해하여 APPL 화합물을 생성하는 균주이다. 이 균주를 BSG(brewer's spent grain)가 함유된 배지에서 배양한 배양액에서 APPL 화합물을 확인하였다. 세포외 조효소들의 유도에 관한 여러 가지 탄소원의 영향을 조사한 결과 glucose 배지에서는 xylanase의 효소활성만 확인 되었고 xylose, arabinose에서 배양한 조효소에서는 FAE 및 xylanase의 효소활성이 없었다. Oat spelt xylan, HBSG I(hydrolyzed brewer's spent grain I), HBSG II(hydrolyzed brewer's spent grain II) 및 AFBSG(autoclaved fraction from brewer's spent grain)를 탄소원으로 배양한 조효소에서는 FAE 및 xylanase의 효소활성이 확인됐다. Pseudomonas sp. LG2를 oat spelt xylan, HBSG I, HBSG II 및 AFBSG를 탄소원으로 사용하여 14일 동안 배양하면서 배양기간에 따른 세포외 효소들의 FAE와 xylanase 활성을 조사하였다. Xylanase의 최고 활성은 xylan을 탄소원으로 6일간 배양 했을때 5.3 U/mg으로 가장 높았으며, FAE의 최고 활성은 AFBSG를 탄소원으로 배양했을 때 배양 8일째 15.4 mU/mg으로 가장 높았다. Oat spelt xylan, HBSG I, HBSG II 및 AFBSG를 탄소원으로 사용하여 배양한 배지에 분리된 ferulic acid가 확인되었다. 세포외 효소의 FAE 활성은 methyl ferulic acid, methyl caffeic acid, methyl p-coumaric acid에 대해 esterase의 활성을 보였으나, methyl sinapinic acid, methyl vanillic acid 및 methyl gallic acid에 대해서는 esterase의 활성이 없었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.147-152
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• 2009

Bacillus sp. A-6의 배양액의 상등액으로부터 한외여과와 5 mM sodium acetate, pH 5.0 용액으로 평형화된 SP-Sepharose column을 사용한 이온교환 크로마토그래피에 의해 xylanase를 정제하였다. Column에 흡착된 xylanase는 0.05 M NaCl 이하의 농도에서 용출되었다. 용출된 xylanase가 SDS-PAGE에서 단일 펩티드 밴드로 분리되어 순수함을 확인하였으며 oat spelt xylan을 기질로한 zymogram에서 xylan을 분해하는 밴드로 나타났다. Xylanase의 분자량은 SDS-PAGE에서 15,000이었고 겔여과 크로마토그래피에서 14,100 이었다. 박층막 크로마토그래피에서 xylanase가 oat spelt xylan을 xylobiose와 xylooligosaccharide로 분해함을 보였다. Xylanase를 가열할 때에 상대활성도가 $40^{\circ}C$에서 7시간 후에 80%로 감소하였으며 $60^{\circ}C$에서는 1시간 후에 40% 이하로 감소하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.307-313
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• 2008

Bacillus sp. endoxylanase 유전자(xynB, 642 bp)의 효모 표면발현계 pCTXYN(6.8 kb)를 구축하고 Saccharomyces cerevisiae EBY100에 형질전환시켜 형질전환체 EBY100/pCTXYN를 얻었다. 형질전환체들을 xylan이 포함된 YPDG 배지에서 배양 후 활성염색을 통하여 고찰성의 형질전환체를 최종 선별하였다. 갈락토스 배지에서 자란 효모 형질전환체로부터 xynB는 성공적으로 표면발현되었고, xylan으로 부터 xylooligosaccharides를 효율적으로 생성함도 화인하였다. Endoxylanase 활성은 세포분획에서만 검출되었고 배양 48시간에 최종 1.9 unit/mL의 활성을 보였다. Xylooligosaccharides 생산을 위한 치적 반응 조건으로, 기질과 농도는 oat spelt xylan 6%, 효모 생촉매 농도는 5 unit/mL, 반응온도는 $50^{\circ}C$, 반응시간은 $2{\sim}4$시간이었다 효모 생촉매를 oat spelt xylan과 corncob xylan에 처리한 결과, xylotriose가 주성분이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제6권3호
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• pp.173-178
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• 1996

Synergic effects among endo-xylanase, $\beta$-xylosidase, and acetyl xylan esterase of Bacillus stearothermophilus in the hydrolysis of xylan were studied by using birchwood, oat spelt, and acetylated xylan as substrates. Synergism between endo-xylanase and $\beta$-xylosidase was observed on all three substrates tested, indicating that $\beta$-xylosidase enhanced the production of xylose by relieving the end-product inhibition upon endo-xylanase conferred by xylooligomers. Endo-xylanase and $\beta$-xylosidase also showed synergism with acetyl xylan esterase in the hydrolysis of birchwood and acetylated xylan, while no synergic effect was detected in oat spelt xylan hydrolysis. Thus, the hydrolysis of xylan containing acetic acid side chains required the action of acetyl xylan esterase, which eliminated the steric hindrance of the side chains, leading to the better hydrolysis by endo-xylanase and $\beta$-xylosidase , and the acetyl xylan esterase activity was also enhanced by endo-xylanase and $\beta$-xylosidase for the latter enzymes provided acetyl xylan esterase with shorter xylan oligomers, the better substrate for the enzyme.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권12호
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• pp.1856-1861
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• 2006

A Bacillus sp. A-6 strain that produced xylanase was isolated from rice bran. The optimal temperature and pH for xylanase activity of the culture supernatant of Bacillus sp. A-6 were 40$^{\circ}C$ and pH 7, respectively. The optimal temperature and pH for xylanase production in the xylan medium were 30$^{\circ}C$ and pH 9, respectively. The optimal concentrations of oat spelt xylan and peptone for xylanase production were 0.5% and 1.5%, respectively. The best nitrogen sources for xylanase production was beef extract, but xylanase production was also supported comparably by tryptone and peptone. The bacterial growth in the optimal xylan medium reached stationary growth phase after 12 h of incubation. The xylanase production in the culture supernatant increased dramatically during the initial 12 h exponential growth phase and then remained constant at 23.8-24.5 unit/ml during the stationary growth phase. The pH of the culture medium decreased from 8.8 to 6.7 during the exponential growth phase and subsequently increased to 8.1 during the stationary growth phase. Rice bran, sorghum bran, and wheat bran as well as oat spelt xylan induced xylanase production. The xylanase production was repressed when glucose was added to the xylan-containing medium.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.158-166
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• 2020

Paenibacillus woosongensis의 xylanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Xylanase 유전자는 xyn10A로 명명되었으며, 481 아미노잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,446개 뉴클레오티드로 구성되었다. 추론된 아미노산 배열에 따르면 Xyn10A는 glycosyl hydrolase family 10 xylanase와 상동성이 높은 활성영역과 카르복실 말단에 탄수화물을 결합하는 것으로 추정되는 영역이 포함된 다영역 효소로 확인되었다. DEAE-Sepharose와 Phenyl-Separose 컬럼 크로마토그래피 과정을 통해 P. woosongensis xyn10A 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 Xyn10A를 정제하였다. 정제된 Xyn10A의 아미노 말단 배열이 GIANGSKF로 결정되었으며 이는 SignalP5.0 server로 예측된 signal peptide의 다음 아미노산 배열과 정확하게 일치하였다. 정제된 Xyn10A는 33 kDa 크기의 절단된 단백질이며 균체내 분해에 의해 카르복시 말단에서 CBM이 제거된 것으로 판단된다. 정제된 효소는 최적 pH와 온도가 6.0과 55-60℃이며 oat spelt xylan에 대한 반응 동력학적 계수 V_max와 K_m이 298.8 U/mg과 2.47 mg/ml로 각각 나타났다. 효소는 birchwood xylan이나 oat spelt xylan보다 arabinoxylan에 대한 활성이 높았으며 para-nitrophenyl-β-xylopyranoside에 대해 낮은 활성을 보였다. Xyn10A의 활성은 Cu²⁺, Mn²⁺과 SDS에 의해서 크게 저해되었으며 K⁺, Ni²⁺과 Ca²⁺에 의해는 상당하게 증진되었다. 또한 이 효소는 xylobiose 보다 중합도가 큰 자일로올리고당을 분해하였으며, 자일로올리고당의 최종 가수분해 산물은 xylose와 xylobiose로 확인되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제6권3호
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• pp.179-183
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• 1996

Synergism among endo-xylanase, $\beta$-xylosidase, and $\alpha$-L-arabinofuranosidase from Bacillus stearothermophilus upon xylan hydrolysis was investigated by using birchwood, oat spelt, and arabinoxylan as substrates. Endo-xylanase and $\beta$-xylosidase showed the cooperative action on all three substrates tested, revealing the fact that $\beta$-xylosidase assists endo-xylanase action in xylan hydrolysis by relieving the endproduct inhibition upon endo-xylanase conferred by xylooligomers. $\alpha$-L-Arabinofuranosidase also exhibited synergic effects with endo-xylanase and $\beta$-xylosidase on oat spelt and arabinoxylan, which contained significant amounts of arabinose side chains, whereas no synergism was detected on birchwood xylan which had only trace amounts of the side chain. Thus, the hydrolysis of xylan containing arabinose side chains required $\alpha$-L-arabinofuranosidase as well as endo-xylanase and $\beta$-xylosidase for the better hydrolysis of the substrates, and these enzymes work cooperatively in order to maximize the extent and rate of xylan hydrolysis.

• 미생물학회지
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• 제31권2호
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• pp.157-165
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• 1993

A 1, 4-.betha.-D-xylanase, designated as xylanase II, was purified from the culture filtrate of Trichoderma koningii ATCC 251131 by column chromatography on Sephadex G-75, SP-Sephadex C-50, DEAE-Sephadex A-50 and Sephadex G-50 with an overall yield of 6.97%. It has a molecular weight of 21.000 and an isoelectric point of 9.4. The enzyme activity is optimal at pH 5.0 and at a temperature of 50.deg.C. Xylanase II is stable up to 50.deg.C, while 40 and 90% of its activity are lost after the incubation for 30 and 60 min at 60.deg.C. The enzyme degrades xylan with relatively high activity, as well as carboxymethylcellulose and Avicel. Its $K_{m}$ values for oat-spelt xylan, larchwood xylan and Avicel are 7.48, 1.98 and 13.33 mg/ml, respectively. The hydrolysis products of oat-spelt xylan by xylanase II are xylose, xylobiose, xylotriose and arabinoxylotriose, while the reaction products of larchwood xylan are xylose, xylobiose, xylotriose and small amount of higher oligomers. The action paterns of the enzyme demonstrate that xylanase II is endo-enzyme.