Kim, Young-Ok;Lee, Jung-Kee;Sunitha, Kandula;Kim, Hyung-Kwoun;Oh, Tae-Kwang
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제9권4호
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pp.469-474
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1999
Thermoactinomyces sp. E79 produced two types of thermostable alkaline proteases extracellularly. A minor protease was separated from a major protease by using DEAE-column chromatography. This enzyme was purified to homogeneity by ammonium sulfate and DEAE-Sepharose ion-exchange chromatography. The purified minor protease showed different biochemical properties compared to the major protease. The molecular mass of the purified enzyme was estimated by SDS-PAGE to be 36 kDa. Its optimum temperature and pH for proteolytic activity against Hammarsten casein were $70^{\circ}C$ and 9.0, respectively. The enzyme was stable up to$75^{\circ}C$ and in an alkaline pH range of 9.0-11.0. The enzyme was inhibited by phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) and $Hg^{2+}, indicating that the enzyme may be a cysteine-dependent serine protease. In addition, the enzyme cleaved the endoproteinase substrate, succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-p- nitroanilide, and the $K_m$ value for the substrate was 1.2 mM.
두엄에서 분리한 Thermoactinomycese sp. E79는 탈지 대두박(defatted soycean meal)을 특이적이로 분해하는 내열성 alkaline 단백질 분해효소를 생산한다. 이 효소를 생산하기 위한 환경인자를 조사하였는데 배지의 초기 pH가 6에서 8까지는 유사한 균체농도를 얻을 수 있었고 pH10에서는 단백질분해효소의 발현이 되지 않았다. 탄소원은 수용성 전분을 이용할 경우 최적의 값을 보여 9.2U/mL의 효소역가를 얻었고 포도당을 탄소원으로 사용한 경우 단백질분해효소의 발현이 억제되었다 최적의 효소발현을 위해 tryptone을 세포성장에 soytone을 단백질 분해효소 생산에 가장 적합한 질소원으로 선택하였다. 호기성 세균인 Thermoactinomycese sp. E79의 산소요구성으 알아보기 위해 산소전달속도를 달리하여 발효인자를 결정하였고 volumetric oxygen transfer coefficient 가 1.93$\times$102 hr-1 일 때 균체농도 6.58 g/L 효소역자 43.0 U/mL 의최대값을 보였다 또한 효소역가를 증강시키기 위해 200mg/L의 humic acid를 첨가한 경우 비첨가 대조구에 비해 단백질 분해효소 역가는 1.64배 세포성장은 1.77배 증가하였다.
Suleiman D Allison;Nur AdeelaYasid;Fairolniza Mohd Shariff; Nor'Aini Abdul Rahman
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제34권2호
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pp.436-456
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2024
Several thermostable proteases have been identified, yet only a handful have undergone the processes of cloning, comprehensive characterization, and full exploitation in various industrial applications. Our primary aim in this study was to clone a thermostable alkaline protease from a thermophilic bacterium and assess its potential for use in various industries. The research involved the amplification of the SpSKF4 protease gene, a thermostable alkaline serine protease obtained from the Geobacillus thermoglucosidasius SKF4 bacterium through polymerase chain reaction (PCR). The purified recombinant SpSKF4 protease was characterized, followed by evaluation of its possible industrial applications. The analysis of the gene sequence revealed an open reading frame (ORF) consisting of 1,206 bp, coding for a protein containing 401 amino acids. The cloned gene was expressed in Escherichia coli. The molecular weight of the enzyme was measured at 28 kDa using sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). The partially purified enzyme has its highest activity at a pH of 10 and a temperature of 80℃. In addition, the enzyme showed a half-life of 15 h at 80℃, and there was a 60% increase in its activity at 10 mM Ca2+ concentration. The activity of the protease was completely inhibited (100%) by phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF); however, the addition of sodium dodecyl sulfate (SDS) resulted in a 20% increase in activity. The enzyme was also stable in various organic solvents and in certain commercial detergents. Furthermore, the enzyme exhibited strong potential for industrial use, particularly as a detergent additive and for facilitating the recovery of silver from X-ray film.
알칼리성 Bacillus속 8-16 균주의 내열ㆍ알칼리성단백질 분해효소를 정제하여 그 특성을 조사하였다. 본 균주의 알칼리성 protease를 아세톤침전, CM-셀룰로즈크로마토그래피, Sephadex G-100 및 G-75 젤 여과법으로 정제하였고 비활성이 37배되게 하여 단일단백질이 될 때까지 순수정제하였다. 이 효소는 7$0^{\circ}C$ pH 11에서 pH 12 사이에서 최대 활성을 나타냈고 6$0^{\circ}C$에서는 한시간 동안 안정하였다. 이 효소의 $K_m$치는 1.3mg/$m\ell$이며 분자량 33,000으로 추정된다. 또한 이 효소는 Cu$^{2+}$ 및 Mn$^{2+}$에 의해서 약간 활성화되고 Ag$^+$, Hg$^{2+}$ 및 PMSF에 의해서 저해되므로 활성부위에 serine기가 관여하는 것으로 추정된다.
Media optimization for the production of thermostable protease specifically hydrolyzing defatted soybean meal (DSM) from Bacillus licheniformis NS70 was performed by two methods, one-at-a-time method and response surface methodology (RSM). The best carbon source and nitrogen source for the protease production were lactose and DSM, respectively. The maximum protease production estimated by RSM was 606 U/L at 1.11% lactose and 0.43% DSM, the value of which was nearly consistent to the experimental value of 599 U/L. Yeast extract suppressed the protease production. The medium pH was slightly increased at the beginning stage of fermentation, and it tended to decrease after 8 hours. The optimal pH for the protease production was 7.2 in the batch fermentation.
A novel alkaline protease from Streptomyces sp. M30, SapHM, was purified by ammonium sulfate precipitation, hydrophobic interaction chromatography, and DEAE-Sepharose chromatography, with a yield of 15.5% and a specific activity of 29,070 U/mg. Tryptic fragments of the purified SapHM were obtained by electrospray ionization quadrupole time-of-flight mass spectrometry. Nucleotide sequence analysis revealed that the gene sapHM contained 1,179 bp, corresponding to 392 amino acids with conserved Asp156, His187, and Ser339 residues of alkaline protease. The first 24 amino acid residues were predicted to be a signal peptide, and the molecular mass of the mature peptide was 37.1 kDa based on amino acid sequences and mass spectrometry. Pure SapHM was optimally active at 80℃ in 50 mM glycine-NaOH buffer (pH 9.0), and was broadly stable at 0-50℃ and pH 4.0-9.0. The protease relative activity was increased in the presence of Ni2+, Mn2+, and Cu2+ to 112%, 113%, and 147% of control, respectively. Pure SapHM was also activated by dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, Tween 80, and urea. The activity of the purified enzyme was completely inhibited by phenylmethylsulfonyl fluoride, indicating that it is a serine-type protease. The Km and Vmax values were estimated to be 35.7 mg/ml, and 5 × 104 U/mg for casein. Substrate specificity analysis showed that SapH was active on casein, bovine serum albumin, and bovine serum fibrin.
Trypsin에 대한 강한 저해물질을 생성하는 Streptomyces속 균주 AS-707을 토양으로부터 얻어 그 배양액에서 Trypsin inhibitor를 분리정제하여 저해물질의 안정성과 여러가지의 protease에 대한 저해성 여부를 검토한 결과는 다음과 같다. 배양액을 Amberlite IRC-50에 흡착 methanol추출. 2차 Amberlite IRC-50, CM-cellulosecolumn chromatography로 정제하여 active amorphous powder를 얻었는데 이 때의 비율은 26%였다. 분리정제된 물질은 trypsin 이외에 papain, $\alpha$-chymotrypsin, Azotobacter vineiandi protease와 Bacillus subtilis protease 등에 대해서도 저해작용을 나타내었으며, 안정성은 비교적 커서 10$0^{\circ}C$에서 120분간 가열해도 잔존활성이 약90%였으며, pH처리에 대해서는 37$^{\circ}C$에서 처리하면 산에서 Alkali에 걸치는 대단히 넓은 pH범위 (pH 2.0~12.0)에서 안정하였으나 6$0^{\circ}C$에서 처리하면 산에서는 안정하였으나 Alkali에서는 불안정하였다.
Zhao, Yanyu;Meng, Kun;Luo, Huiying;Yang, Peilong;Shi, Pengjun;Huang, Huoqing;Bai, Yingguo;Yao, Bin
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제21권8호
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pp.861-868
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2011
A xylanase gene, xyn7c, was cloned from Paenibacillus sp. 12-11, an alkalophilic strain isolated from the alkaline wastewater sludge of a paper mill, and expressed in Escherichia coli. The full-length gene consists of 1,296 bp and encodes a mature protein of 400 residues (excluding the putative signal peptide) that belongs to the glycoside hydrolase family 10. The optimal pH of the purified recombinant XYN7C was found to be 8.0, and the enzyme had good pH adaptability at 6.5-8.5 and stability over a broad pH range of 5.0-11.0. XYN7C exhibited maximum activity at $55^{\circ}C$ and was thermostable at $50^{\circ}C$ and below. Using wheat arabinoxylan as the substrate, XYN7C had a high specific activity of 1,886 U/mg, and the apparent $K_m$ and $V_{max}$ values were 1.18 mg/ml and 1,961 ${\mu}mol$/mg/min, respectively. XYN7C also had substrate specificity towards various xylans, and was highly resistant to neutral proteases. The main hydrolysis products of xylans were xylose and xylobiose. These properties make XYN7C a promising candidate to be used in biobleaching, baking, and cotton scouring processes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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