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Purification and Characterization of Two Alkaline Protease Produced by Pseudomonas sp. BK7

  • Lee, Eun-Goo;Park, Eun-Hee;Hyun, Hyung-Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제10권5호
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    • pp.677-684
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    • 2000
  • Pseudomonas sp. BK7, an alkalophile, displayed the highest growth and protease activity when grown in a fermenter which was controlled at a pH level of 9.0, and the enzyme production was significantly enhanced by the increase of agitation speed. Two forms of alkaline proteases (BK7-1 and BK7-2) were fractionated and purified to near homogeneity. Protease BK7-1 was purified through CM-Sepharose CL-6B and Sephadex G-75 column chromatographies, and Protease BK7-2 was purified through CM-Sepharose CL-6B, DEAE-Sepharose, and Sephadex G-75 column chromatographies. The molecular weights of proteases BK7-1 and BK7-2 determined by gel filtration chromatography were 20,700 and 40,800, respectively. The $K_m$ value, isoelectric point, and optimum pH of protease BK7-1 were 2.55 mg/ml, 11.0, and 11.0, respectively, whereas those of protease BK7-2 were 1.57 mg/ml, 7.2, and 10.0, respectively. Both proteases were practically stable in the pH range of 5-11. The optimum temperatures for the activities of both protease BK7-1 and BK7-2 were $50^{\circ}C$ and $45^{\circ}C$, respectively. About 56% of the original protease BK7-2 activity remained after being treated at $50^{\circ}C$ for 30 min but protease BK7-1 was rapidly inactivated at above $25^{\circ}C$. Both proteases were completely inhibited by phenylmethane sulfonyl fluoride, a serine protease inhibitor. Protease BK7-2 was stable against EDTA, EGTA, STP, and detergents such as SDS and LAS, whereas protease BK7-1 was found to be unstable.

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젤라틴 친화성 크로마토그래피를 이용한 스파르가눔 성분단백질의 순수분리 (Single step purification of potent antigenic protein from sparganum by gelatin-affinity chromatography)

  • Yoon Kong;Shin-Yong Kang;Seung-Yull Cho
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제29권1호
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    • pp.1-8
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    • 1991
  • 스파르가눔 생리식염수 추출액 내에 포함되어 있는 성분단백질 중 스파르가눔증 환자 혈청내 특이 IgG항체와 민감하고 특이하게 반응하는 항원단벼질인 36, 29 kDa단백질을 단세포군 항체를 이용한 면역친화성 크로마토그 래피로 순수분리할 수 있음은 이미 보고하였다. 이 연구에서는 스파르가눔 추출액 내에 포함된 이 36, 29 kDa단백질이 젤라틴을 고리로 한 친화성 크로마토그래피로 훨씬 쉽게 순수분리할 수 있음을 증명하고자 하였다. 젤라틴을 고리로 부착시킨 Sepharose 4B column에 스파르가눔 추출액을 통과시키고 젤라틴에 부착한 단백질은 4 M urea/0.1M NaCl 용액을 분리완충액으로 분리하였다. 이렇게 분리한 단백질은 SDS-PAGE에서 36, 29 kDa band로 구성되어 있었고, SDS-PAGE/immunoblot 결과 환자의 polyclonal 항체는 이들 band에만 반응하였다. 스파르가눔증, 기타 기생충증 환자 및 건강대조군 혈청내 스파르가눔 특이항체가(IgG)를 면역효소측정 법으로 측정 한 결과 순수분리한 이 단백질은 특히 특이도가 95.8%로 생리식염수 추출액의 89%보다 우수하였고 민감도는 차이가 없었다. 이상의 결과는 젤라틴을 고리로 이용한 친화성 크로마토그래피는 스파르가눔 생리식염수 추출액 내의 36 및 29 kDa 단백질을 간편하게 순수분리할 수 있고 단백질의 항원성도 유지할 수 있음을 보이고 있었다.

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효소고정화 방법에 따른 콜레스테롤 검출용 바이오센서의 전류 감응도 분석 (Analysis of Amperometric Response to Cholesterol according to Enzyme-Immobilization Methods)

  • 지정윤;김미라
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.731-738
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    • 2011
  • 콜레스테롤의 신속하고 정확한 새로운 분석방법을 모색하기 위하여 본 연구에서는 전기적 전도성이 우수한 MWCNT를 이용하여 전극을 제작하였고, 여러 가지 효소고정화 방법을 통해 전기화학적 감응도 분석을 실시하였다. MWCNT의 전도성을 향상시키기 위해 아민기를 도입한 MWCNT-$NH_2$를 제조하였고, MWCNT-$NH_2$/GCE에 PB를 점착하여 작업전극을 제조하였다. 제조한 작업전극은 0.5~500 ${\mu}M$ $H_2O_2$ 농도 범위에서 농도가 증가함에 따라 전류가 비례적으로 증가하였고, 검출한계는 0.1 ${\mu}M$로 나타나 전극이 높은 감도를 가지고 있음을 확인하였다. 또한 콜레스테롤 검출을 위해 적합한 효소 반응기를 제작하기 위해 담체인 aminopropyl glass beads, CNBr-activated sepharose, Na-alginate, toyopearl beads에 cholesterol oxidase를 고정화시켜 바이오센서의 콜레스테롤 표준용액에 대한 감응도를 측정한 결과, aminopropyl glass beads과 CNBr-activated sepharose는 1~100 ${\mu}M$ 범위에서 선형관계를 보였으며, Na-alginate는 5~50 ${\mu}M$의 범위에서, toyopearl beads는 1~50 ${\mu}M$ 범위에서 선형관계를 나타내었다. 검출한계는 제작된 효소반응기 모두 1 ${\mu}M$로 나타나 콜레스테롤에 대한 높은 검출력을 보여주었으나, 특히 CNBr-activated sepharose와 Na-alginate를 이용한 효소반응기가 높은 coupling efficiency와 감응도를 보여 콜레스테롤 검출을 위한 본 바이오 센서 시스템에 적합한 것으로 나타났다.

말굽버섯 자실체에서 분리한 항보체 활성 다당체의 화학적 분석 (Isolation and Chemical Analysis of Potent Anti-Complementary Polysaccharides from Fruiting Bodies of the Fomes fomentarius)

  • 박정근;박계원;신광순;이창묵;석순자;김정봉;구본성;한범수;윤상홍
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.198-206
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    • 2013
  • 말굽버섯의 열수추출물에서 얻은 조다당체인 MFKF-CP를 분리, 정제하기 위하여 DEAE-sepharose FF 및 ConcanavalinA-sepharose 4B를 이용한 두 차례의 연속적인 chromatography를 수행하였다. DEAE-sepharose FF에서는 3종류의 다당체(MFKF-NP, MFKF-AP1, MFKF-AP2)를 분리하였는데, 그 중에서 MFKF-AP1이 $50{\mu}g/ml$ 농도에서 70% 이상의 높은 항보체 활성을 보였다. 이어서 ConcanavalinA-sepharose 4B 칼럼을 이용해 MFKF-AP1과 MFKF-AP2 다당체로부터 각각 MFKF-AP1${\alpha}$, ${\beta}$와 MFKF-AP2${\alpha}$, ${\beta}$ 다당체를 분리하였다. 그 중에서 MFKF-AP1${\beta}$$20{\mu}g/ml$ 농도에서 70% 이상의 가장 우수한 항보체 활성을 나타내었고 그 활성 순서는 MFKF-AP1${\beta}$ > MFKF-AP1${\alpha}$ > MFKF-AP2${\alpha}$ > MFKFAP2${\beta}$ > MFKF-NP > PKS이었다. 또한, $Mg^{++}$$Ca^{++}$ 이온이 제거되거나 첨가된 상태에서의 항보체 활성 실험을 통해 말굽버섯의 주 항보체 다당체인 MFKF-AP1${\beta}$는 고전경로(classical pathway)와 대체경로(alternative pathway) 모두를 경유하여 활성을 나타내고 있음을 확인하였다. Gas chromatography에 의한 구성당 조성 분석에서는 중성다당체인 MFKF-NP를 제외하고 나머지 4종의 다당체가 xylose를 약 70-99%의 높은 비율로 함유하고 있으며 특히 주요 항보체 다당체인 MFKF-AP1${\beta}$는 xylose를 99% 함유하고 glucose(0.24%) 및 arabinose (0.66%)를 미량 함유하고 있는 매우 특이한 homoxylan이었다. 또한, MFKF-AP1${\beta}$의 분자량을 HPLC로 분석한 결과, 약 12,000 정도인 것으로 추정되었다.

연어 생식소자극호르몬 II의 Sandwich Enzyme Immunoassay법 개발 (Development of a Sandwich Enzyme Immunoassay for Salmon Gonadotropin II.)

  • 김대중;한창희;회전귀미
    • 한국수산과학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.55-59
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    • 2000
  • 무지개 송어의 뇌하수체 및 배양액에 존재하는 GTH II 농도를 측정하기 위해 Avidin- Biotin complex를 이용한 sandwich EIA 계을 개발했다. Protein A sepharose affinity chromatography을 통해서 얻어진 연어 GTH II의 rabbit IgG에 biotinylation시킨 것 (Biotin-salmon GTH II rabbit IgG)을 제2 항체로 사용하였고, Non-Biotin salmon GTH II rabbit IgG는 단지 protein A sepharose affinity chromatography에서 얻어진 IgG를 제 1 항체로 사용하였다. EIA는 sandwich법에 의해서 이루어졌으며, 효소반응 기질로는 TMB(3,3'5,5-tetramethylbenzidine)를 이용했으며, 반응후 450 nm의 흡광도에서 automatic microplate reader로 측정하였다. 그 결과, $0.12\;{\~}\;125\;ng/ml$의 범위에서 용량반응곡선을 얻었으며, 측정감도 (최소 검출량)는 거의 0.58 ng/ml 정도 였다. 그리고 뇌하수체 추출물 및 배양액 각각의 희석곡선은 GTH II 표존곡선과 일치 하였다. 또한 이러한 GTH II의 표준곡선는 뇌하수체내 다른 peptide hormone와는 교차반응을 거의 나타내지 않았다. Testosterone을 처리한 미성숙 무지개 송어의 뇌하수체 세포배양계를 이용하여 sGnRH에 의한 GTH II 분비량을 본 sandwich EIA계와 RIA계를 비교 조사한 결과, 거의 같은 분비량을 나타냈을 뿐만아니라 같은 분비 pattern을 나타냈다. 이러한 결과로부터 본 sandwich법 EIA계에 의해서 연어과 어류의 뇌하수체 추출물 및 뇌하수체 배양액 중의 GTH II 함량 및 분비량을 측정하는데 있어서 안정된 assay계라고 생각되어진다.

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Cellulosimicrobium sp. YB-43에 의해 생산되는 2종류 β-mannanase의 특성분석 (Characterization of two β-mannanases from Cellulosimicrobium sp. YB-43)

  • 윤기홍
    • 미생물학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.263-270
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    • 2015
  • 탄소원으로 Avicel이 첨가된 배지에서 공주에 소재한 밤 나무 농장의 토양 미생물을 증균 배양하여 mannanase를 생산하는 미생물을 분리하였다. 분리균 YB-43의 16S rDNA 서열은 Cellulosimicrobium 속 균주와 유사도가 99.6% 이상으로 가장 높게 나타났다. Locust bean gum (LBG)이나 konjac이 첨가된 배지에서 분리균의 mannanase 생산성이 크게 증가하였다. 0.7% LBG가 첨가된 LB 배지에서 Cellulosimicrobium sp. YB-43이 균체외로 생산한 mannanase를 DEAE-Sepharose와 Q-Sepharose 컬럼 크로마토그래피로 부분 정제하여 mannanase A (ManA)와 mannanase C (ManC)로 분획하였다. ManA는 $55^{\circ}C$와 pH 6.5, ManC는 $65^{\circ}C$ pH 7.5에서 최대활성을 보였으며, ManA는 $40^{\circ}C$ 이하에서 1시간 동안 실활되지 않았으나 ManC는 $20^{\circ}C$에서도 상당량 실활되었다. 또한 ManA와 ManC는 기질특이성과 mannooligosaccharides의 최종 분해산물에도 차이가 있는 것으로 나타났다. 이로 보아 Cellulosimicrobium sp. YB-43은 특성이 서로 다른 2종류 mannanases를 생산하는 것으로 판단된다.

폭약 TNT를 분해하는 세균인 Pseudomonas SP. HK-6에서 분리정제된 Nitroreductase의 특성연구 (Characterization of Nitroreductase Purified from TNT-degrading Bacterium, Pseudomonas sp. HK-6.)

  • 호은미;강형일;오계헌
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.230-237
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    • 2004
  • 균주 Pseudomonas sp. HK-6로부터 2,4,6-trinitrotoluene (TNT)의 대사 과정에서 유도되는 nitroreductase (NTR)를 분리 및 정제하여 다양한 특성조사를 실시하였다. NTR은 균주 HK-6의 세포추출물로부터 ammonium sulfate 침전, DEAE-sepharose, 그리고 Q-sepharose chromatography의 일련의 과정을 통하여 분리되었고, NTR의 활성을 가지는 세개의 다른 fractions를 확인하였다. 균주 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 비 활성은 각각 4.85 unit/mg, 5.47 unit/mg, 5.01 unit/mg으로 측정되었으며, 세포추출물에 비해 각각 9.0배, 10.1배, 9.3배 농축된 것으로 나타났다. SDS-PAGE에서 측정된 균주 HK-6의 NTR fractions I, II 그리고 III의 분자량은 모두 약 27 kDa으로 확인되었다. 정제된 NTR의 활성에 온도, pH, 금속 이온, 억제 물질의 효과와 기질 특이성 등에 대한 물리화학적 특성 조사를 실시하였다. 균주 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 적정온도는 $25~35^{\circ}C$ 확인되었고, 모두 $30^{\circ}C$에서 최대 활성을 나타내었으며, 이들 효소 활성의 적정 pH는 7.0~8.0이었고, 최적 pH는 7.5로 확인되었다. TNT에 대한 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 활성은 금속 이온 $Ag^{+}$ , $Cu^{2+}$ , 그리고 $Hg^{V}$ 에 의해서 약 70%이상 저해되었으며, $Mn^{2+}$ 또는 $Ca^{2+}$ 에 의해서 약 20~50%로 활성이 억제되었다. 그러나 $Fe^{2+}$ /첨가 시에는 효소의 활성에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. NTR의 활성에 대한 억제물질의 영향은 $\beta$-mercaptoethanol 첨가 시에 효소의 활성이 모두 억제되었고, dithiothreitol, EDTA, 그리고 NaCl 첨가시에도 활성이 감소하는 것으로 확인되었다. TNT와 그 유사기질을 이용하여 HK-6에서 분리된 NTR의 기질 특이성을 조사한 결과, TNT, nitrobenzene, 그리고 RDX에 대해서는 비교적 활성이 높게 나타났으나 2,6-DNT와 2,4-DNT에서는 낮은 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.

미생물을 이용한 트립신 과대 생산 연구 - Streptomyces용 숙주-벡터계를 이용한 트립신 유전자의 대량발현 최적화 - (Overproduction of Bacterial Trypsin in Streptomyces - Optimization for Streptomyces griseus Trypsin Production by Recombinant Streptomyces)

  • 김종희;홍순광
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.28-33
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    • 2008
  • Streptomyces griseus trypsin (SGT)을 코드하는 sprT 유전자와 그 하류에 존재하는 두 개의 조절 유전자 rsgtR1 및 sgtR2를 동시에 갖고 있는 재조합 벡터 pWHM3-TR1R2를 S. lividans TK24 및 S. griseus IFO 13350에 도입하여, 트립신의 생산성을 더욱 증대시킬 수 있는 배지를 조사하였다. S. lividans TK24/pWHM3-TR1R2의 경우 배양 5일을 기준으로 R2YE에서 가장 높은 생산성(0.74 unit/mL)을 나타냈고, C5/L. (0.66 unit/mL), Livid (0.08 unit/mL), NDSK(0.06 unit/mL) 순으로 나타났다 S. griseus IFO 13350/pWHM3-TR1R2의 경우에는 전반적으로 배양 7일에 트립신 활성이 가장 높았으며, C5/L (1.518 unit/mL), R2YE(1.284 unit/mL), NDSK (0.932 unit/mL), Livid (0.295 unit/mL) 순으로 나타났다. S. griseus IFO 13350/pWHM3-TR1R2를 C5/L 배지에서 7일간 배양한 배양액으로부터 $25%{\sim}60%$ ammonium sulfate 침전, CM-sepharose 및 Sp-sepharose column chromatography를 통하여 트립신을 고순도로 정제할 수 있었다. 최종 purification fold는 6.5배, 순수 정제된 트립신의 specific activity는 69,252 unit/mg, 회수율은 1.4%이었다.

동남참게(Eriocheir japonicus)의 난황단백질 정제와 그 전구체의 합성부위 구명 (Purification of the Yolk Protein, and Identification of the Synthetic Site of Its Precursor in Eriocheir japonicus (Decapoda, Brachiura))

  • 한창희;배현환
    • 한국수산과학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.432-442
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    • 1992
  • 동남참게, Eriocheir japonicus의 난황단백전구체 합성부위를 면역조직화학적인 방법으로 구명하기 위하여, 난황단백질을 정제하고, 이 단백질에 대한 항혈청을 제작하여 난황단백질에 대한 면역학적인 성질을 밝힌 후, 난황단백전구체의 항체가 존재하는 항 난황단백혈청을 사용하여 PAP(peroxidase-antiperoxidase)법으로 생식소, 간췌장, 근육조직을 대상으로 면역조직화학 반응을 시켰다. 성숙한 암, 수혈청에 대한 면역전기영동과 Ouch-terlony 면역확산 실험에 의하여 암혈청내에는 암 특이성혈청단백질이 있음이 밝혀졌다. 암, 수혈청에 대한 항혈청과 난황형성중인 암혈청에 대한 조난황단백추출액에 대하여 면역전기영동과 Ouchte-rlony 면역확산 실험을 행한 결과, 암 특이성혈청 단백질은 난황단백전구체임이 밝혀졌다. 조난황단백추출액으로 부터 DEAE 이온교환 chro-matography와 sepharose CL-4B gel 여과법에 의하여 난황단백질을 정제하였으며, 이 난황단백질의 분자량을 sepharose CL-4B gel 여과법에 의하여 추정한 결과 분자량은 약 245,000 dalton이었다. 또한 난황단백질은 면역학적인 분석에 의하여 난황 단백질에 대한 항혈청에는 난황단백전구체에 대한 항체가 존재하고 있음이 증명되었다. 난황단백질에 대한 토끼 항혈청을 이용하여 PAP법에 의한 면역조직화학반응을 시킨 결과, 난황형성중인 난모세포와 성숙한 암참게의 간췌장은 양성반응이 나타는데 반하여 난소내의 여포세포층과 난황형성전 난모세포, 근육층 그리고 성숙한 수참게의 간췌장은 전혀 양성반응이 나타나지 않았다. 따라서 본 종의 난황단백전구체의 합성부위는 간췌장임을 알 수 있다.

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Sphingomonas sp. KS 301의 Superoxide Dismutase 정제 및 특성 (Purification and Characterization of Superoxide Dismutase in Sphingomonas sp. KS 301)

  • 강희정;정재훈;최지혜;손승렬
    • 미생물학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.83-90
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    • 2007
  • 유류오염 토양에서 난분해성 물질인 PAH (polycyclic aromatic hydrocarbon)들을 잘 분해하는 균주 중 SOD (superoxide dismutase) 활성이 높은 균주인 Sphingomonas sp. KS 301의 SOD특성을 알아보기 위하여 Ammonium sulfate 침전, DEAE-Sepharose 크로마토그래피, Superose-12 겔 여과 크로마토그래피, Uno-Q1 이온교환 크로마토그래피를 이용하여 SOD 단백질을 정제하였다. Sphingomonas sp. KS 301은 DEAE-Sepharose 크로마토그래피로 분석한 결과, 기존의 알려진 세균들과는 달리 서로 다른 5가지의 SOD 활성을 가지고 있는 것으로 나타났으며 본 연구에서는 그중 SOD III를 부분 정제하였다. 정제한 SOD III는 Mn type 및 Fe type Escherichia coli SOD와 비교했을 때 비활성도(specific activity)가 5배로 높게 나타났다. SOD III의 분자량은 SDS-PAGE에서는 23 kDa으로 측정되었으며 Superose-12겔 여과 크로마토그래피 후 native 상태의 분자량은 71 kDa으로 정제한 SOD는 3개의 소단위체로 구성되어 있는 것으로 보여진다. 정제한SOD III의 최적 pH는 7.0 이었고 $20^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보였다. 또한 SOD의 종류를 알 수 있는 억제물질 $NaN_{3},\;H_{2}O_{2},\;KCN$를 이용한 억제효과를 살펴보았더니 $NaN_{3}$에만 억제되어 Mn type의 SOD임을 알 수 있었다. 또한 이 효소의 아미노 말단의 아미노산 서열은 Psudomonase ovalis 및 Vibrio cholerae의 SOD와 가장 유사하였다.