효소 분해에 의해 HVP를 생산하는데 있어서 여러 가지 효소의 조합, 효소 첨가 순서, pH, 산세척 등이 가수분해에 미치는 효과를 검토하였다 Endoprotease으로서 Neutrase와 Alcalase를 혼합하여 사용하는 것이 Alcalase를 단독 사용하는 것 보다 가수분해도가 높았으며 exoprotease인 Flavourzyme을 이용하여 2차 가수분해함으로써 60%이상의 가수분해도를 얻을 수 있었다. 2차 가수분해 시 원심분리에 의해 미반응 불용 성분을 제거하는 것은 가수분해도에 큰 영향을 미치지 않았고, 1차 가수분해 후 2차 원심분리의 수세수를 원료 현탁에 재사용하였을 경우 가수분해도 및 단백질 회수율을 높일 수 있었다. Ca이온의 첨가에 의한 Neutrase의 안정화 효과는 가수분해도에 큰 영향을 미치지 않았다. 탄수화물 분해효소의 사용과 산세척의 반복에 의해 가수분해도와 생산물의 단백질 함량이 각각 증가함을 알 수 있었다. Endoprotease과 exoprotease을 별도로 각각 처리하기보다는 동시 처리하는 것이 가수분해에 효율적이었다.
Abstract A facultative alkalophilic gram-negative Vibrio metschnikovii strain RH530, isolated from the wastewater, produced several alkaline proteases (VAP) including six alkaline serine proteases and a metalloprotease. From this strain, high yielding YAP mutants were isolated by NTG treatment. The isolated mutant KS1 showed nine times more activity than the wild-type after optimization of the culture media. The production was regulated by catabolite repression when glucose was added to the medium. The effects of several organic nitrogen sources on the production of the YAP were investigated to avoid catabolite repression. The combination of 4% wheat gluten meal (WGM), 1.5% cotton seed flour (eSF), and 5% soybean meal (SBM) resulted in the best production when supplemented with 1% NaCl. The YAP showed a resistance to surfactants such as $sodium-{\alpha}-olefin$ sulfonate (AOS), polyoxy ethylene oxide (POE), and sodium dodecyl sulfate (SDS), yet not to linear alkylbenzene sulfonate (LAS). However, the activity of the YAP was restored completely when incubated with LAS in the presence of POE or $Na_2SO_4$. The YAP was stable in a liquid laundry detergent containing 6.6% SLES (sodium lauryl ether sulfate), 6.6% LAS, 19.8% POE, and stabilizing agents for more than two weeks at $40^{\circ}C$, but the stability was sharply decreased even after 1 day when incubated at $60^{\circ}C$. A washing performance test with the YAP exhibited it to be a good washing power by showing 51 % and 60% activity at $25^{\circ}C{\;}and{\;}40^{\circ}C$, respectively, thereby indicating that the YAP also has a good detergency at a low temperature. All the results suggest that the YAP produced from the mutant strain KSI has suitable properties for use in laundry detergents.rgents.
Trichoderma sp. KI 7-2와 내열성 효모를 이용하여 볏짚에서 ethanol을 생산하기 위한 동시당화-발효의 최적조건을 검토하였다. 발효생산시 고체배양에서의 배지는 밀기울과 볏짚을 3 : 2 로 혼합하고 pH를 4.5로 조절한 수분함량 50%의 고체배지에서 7일간 배양한 koji를 사용했을 때 가장 높은 ethanol이 생산되었다. 기질의 전처리는 ethanol 생산성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 볏짚의 동시당화-발효를 위해서는 효소량은 볏짚 1g당 2.47units가 요구되며, 발효액중 초기 효모 농도가 2.5$\times$$10^{7}$ cell/$m\ell$이면 충분하였다. 동시당화-발효 과정을 위한 최적 pH와 온도는 각각 4.5와 4$0^{\circ}C$였다. 또한 동시당화-발효액에 다시 기질 또는 효소와 기질을 첨가하여 최종 ethanol 농도를 높일 수 있었다.
토양으로부터 $\beta$-mannanase활성이 우수한 균주를 분리하여 형태학적, 생화학적 동정과정을 거쳐 Bacillus subtilis JS-1으로 동정하였다. 분리균이 생산하는 $\beta$-mannanase 효소의 최적활성은 55$^{\circ}C$와 pH 5.0이었다. 탄소원이 다른 배지에서 배양한 분리 균주의 상등액을 전기영동하여 효소활성을 관찰한 결과 탄소원에 상관없이 분자량 130kDa에 해당하는 단일 단백질만이 효소 활성을 나타내었다 Bacillus subtilis JS-1은 탄소원으로 lactose와 locust bean gum이 존재할 때 $\beta$-mannanase 생산성이 크게 증가하는 것으로 나타났으며, lactose와 locust bean gum이 각각 0.5 % 존재할 때 배양 상등액의 $\beta$-mannanase 활성은 30U/ml과 45U/ml로 탄소원이 없는 대조구에 비해 최대 18배 정도 생산성이 증가하였다. 배지에 locust bean gum을 첨가하였을 때 효소 생산성 뿐만 아니라 균체의 성장도 함께 증가하는 것으로 보아 분리균주는 locust bean gum을 분해하여 에너지원으로 이용하는 것으로 판단된다
본 연구는 박테리아에 의한 우모분의 이용 가능성을 조사 하기 위해 우모 keratin 분해 활성이 높은 균주를 분리한 후 keratinolytic protease 활성이 가장 우수한 효소 생산을 위한 최적 배양 조건을 조사하였다. SE-103 균주로 형태학적 생화학적 특성을 조사한 결과Bacillus sp.로 확인되어 Bacillus sp. SE-103으로 명명하였다. 최적 배지 조성은 glucose 3.0%, urea 0.4%, $NaNO_3$ 0.2%, KCl 0.15%였으며, 배양 조건은 초기 pH 6.0, 배양 온도 $35^{\circ}C$, 24시간 진탕 배양하였을 때, 효소 생산이 가장 우수하게 나타났다.
최근 피부 기능 개선과 관련한 다양한 가능성으로 인해 화장품 소재로서 수요가 높아지고 있는 인삼 유래 사포닌의 한 종류인 ginsenoside Rd를 위한 생물 전환 제조 기술을 확립하였다. 홍삼 사포닌(RGS)에 포함된 ginsenoside Rb1을 Rd로 전환하기 위하여 상업용 효소를 탐색하였고 그 중 Viscoflow MG가 가장 효율적인 것을 확인하였다. Ginsenoside Rd로의 전환에 영향을 주는 요인을 최적화하기 위하여 반응표면분석법(RSM)을 통하여 실험 조건을 설계하였다. 주요 독립변수는 RGS 농도, 효소 농도와 반응 시간이었고 Box-Behnken design (BBD) 모델설계법에 따라 선정된 17 가지 조건으로 ginsenoside Rd로 전환을 수행하고 최적화 조건을 분석하였다. 전환된 Ginsenoside Rd의 농도는 0.3113 g/L에서 최대 0.5277 g/L까지였고 RGS 2%, 효소 1.25%를 13.5 h 반응시킨 조건에서 가장 높은 생성량을 보였다. 결론적으로, ginsenoside Rd 생물전환의 독립변수인 RGS 농도, 효소 농도는 p-value가 0.05보다 작은 값으로 유의미한 값을 나타내었고 각 독립변수 사이의 교호작용 중에서는 효소 농도와 반응 시간 사이의 교호 작용이 가장 큰 영향력을 갖고 있음을 확인하였다.
부산 송정 연안에서 분해중인 해조류로부터 알긴산 분해 미생물을 분리 동정하고 미생물의 생육 조건 및 미생물이 생성한 조효소의 알긴산 분해 특성을 확인하였다. Ulva pertusa로부터 분리한 알긴산 분해균을 동정한 결과, Shewanella oneidensis strain로 확인되었으며, S. oneidensis PKA 1008 명명하였다. S. oneidensis PKA 1008의 최적 생육 조건을 확인한 결과, pH 9, 2% NaCl, $30^{\circ}C$ 및 배양 24시간인 것으로 확인되었다. 또한 S. oneidensis PKA 1008 유래 알긴산 분해 조효소는 pH 9, $30^{\circ}C$에서 분해 활성이 최대이며, 3.5% 알긴산(working concentration)에서 1시간 반응 시 1.001 g/l의 환원당을 생성하는 것으로 확인되었다.
인삼 조사포닌 추출물 내의 ginsenoside를 CK로 전환을 하기 위하여 T. reesei 유래 cellulolytic 복합 효소를 사용하였다. 온도, pH, 인삼 조사포닌 추출물 농도, 효소 농도와 반응시간별 T. reesei 효소의 인삼 조사포닌 추출물로부터 CK 전환에 대한 적정조건을 살펴본 결과, 온도는 $50^{\circ}C$에서 691.51 mg/100 g으로, pH는 조건별 큰 차이는 보이지 않았지만 pH 5.0일때 701.88 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 인삼 조사포닌 추출물과 효소 농도에 있어서는 각각 2%(w/v) 농도(678.82 mg/100 g)와 9%(v/v) 농도(691.51 mg/100 g)일 때 가장 높은 CK 농도를 보였다. 온도 $50^{\circ}C$, pH 5.0, 인삼 조사포닌 추출물 농도 2%(w/v)와 효소농도 9%(v/v)에서 반응시간에 따른 CK 생산을 분석한 결과, 반응 48시간까지 급격히 증가하다가 그 이후에는 반응속도가 현저하게 느려지는 경향을 보였지만, 반응 96시간에 784.97 mg/100 g으로 가장 높은 CK 농도를 나타내었다. 이러한 결과를 토대로 인삼 조사포닌 추출물의 농도 2%(w/v), 효소 농도 7%(v/v)와 반응 시간 48 hr를 CK 생산에 중요 요인변수로 선정하여 pH 5.0와 온도 $50^{\circ}C$에서 반응표면분석법 실험을 진행하였다. 그 결과, 인삼 조사포닌 추출물 농도 2.38%, 효소농도 6.07%와 효소반응 시간 64.04 hr를 최적조건으로 설정하였으며, CK 생산 예측 값은 840.77 mg/100 g이었다. 반응표면분석법으로 선정한 최적조건에서 플라스크와 생물반응기를 이용하여 효소반응을 수행한 결과 플라스크에서는 CK 생산 예측 값 보다 약 1.2배 높은 1,017.93 mg/100 g이 생성되었고, 생물반응기에서는 예측 값과 비슷한 862.31 mg/100 g의 CK가 생성되었다.
식물 및 동물성 단백질 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수분해물들은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 건조 해삼으로부터 해삼육 슬러리를 제조하고 flavourzyme 프로티아제를 이용하여 단백질 가수분해 최적공정을 수행하였다. 이어서 생산된 펩타이드의 항산화 특성을 연구하였다. 효소반응 최적공정은 표면반응 분석법을 이용하여 수행을 하였고 공정의 범위는 반응온도 $40-60^{\circ}C$, 반응 pH 6-8, 효소의 농도 0.5-1.5%(w/v) 이었다. 해삼의 단백질 최적 효소가수분해 공정조건은 효소 반응온도 $48-50^{\circ}C$, 반응 pH 7.0-7.2, 효소의 양은 1.0-1.1%(w/v)에서 결정 되었다. 이때 단백질 가수분해 수율은 43-45%에 도달하였다. 생산된 대부분 가수분해물의 분자량들은 전형적인 펩타이드인 분자량 500-3,500Da로 분포되었다. 펩타이드들은 항산화 능력은 금속 킬레이션 능력($IC_{50}$, 1.25 mg/mL), DPPH 소거능($IC_{50}$, 3.40 mg/mL), 슈퍼옥사이드 라디칼 소거능($IC_{50}$, 10.3 mg/mL), 하이드록시 라디칼 소거능($IC_{50}$, 22.11 mg/mL) 순서로 저해농도가 낮음을 보여 주었다. 따라서 해삼 단백질 가수분해물은 건강 기능 식품소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대를 한다.
Huang, Tingting;Lv, Xueqin;Li, Jianghua;Shin, Hyun-dong;Du, Guocheng;Liu, Long
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제28권12호
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pp.2046-2056
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2018
Phospholipase D has great commercial value due to its transphosphatidylation products that can be used in the food and medicine industries. In order to construct a strain for use in the production of PLD, we employed a series of combinatorial strategies to increase PLD expression in Bacillus subtilis WB600. These strategies included screening of signal peptides, selection of different plasmids, and optimization of the sequences of the ribosome-binding site (RBS) and the spacer region. We found that using the signal peptide amyE results in the highest extracellular PLD activity (11.3 U/ml) and in a PLD expression level 5.27-fold higher than when the endogenous signal peptide is used. Furthermore, the strain harboring the recombinant expression plasmid pMA0911-PLD-amyE-his produced PLD with activity enhanced by 69.03% (19.1 U/ml). We then used the online tool \RBS Calculator v2.0 to optimize the sequences of the RBS and the spacer. Using the optimized sequences resulted in an increase in the enzyme activity by about 26.7% (24.2 U/ml). In addition, we found through a transfer experiment that the retention rate of the recombinant plasmid after 5 generations was still 100%. The final product, phosphatidylserine (PS), was successfully detected, with transphosphatidylation selectivity at 74.6%. This is similar to the values for the original producer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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