• 미생물학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-19
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• 1977

Xylone isomerase (D-xylose ketol-isomerase, EC 5,3,1,5) have been demonstrated in the cell-free extracts of Stroptomuces canus and Streptomuces malachiticus grown in the presence of xylose. Xylose, glucose and ribose served as substrates for the enzymes of the two strains with respective $K_m$ values of 22, 130, 290 mM (S. canus) and 7,83,637 mM(S.malachiticus), and $V_max$ values of 1,000, 0.087, $\0.0222{\mu}moles/min/mg$ protein (S. canus) and 0.312, 0.083, 0.500.$\mu$moles/min/mg protein (S. malachiticus). L-Rhammose was also isomerized by the crude enzyme solutions of the two strains. The maximal activities of the two xylose-isomerases were observed at pH 7.5 and $75^{\circ}C$. The xylose isomerase activities of the two strains were activated two-three times by $Mg^{++}\;and\;Co^{++}$ as that of control, partially activated by $Ba^{++}$ and inhibited by $Ni^{++},\;Ca^{++}\;and\;Zn^{++}\$. Particulary, the addtion of $Mn^{++}$ stimulated xylose-isomerizing activities, but inhibited glucose-isomerizing activities in both strains. However, $Cu^{++}$ inhibited xylose-isomerizing activities, while stimulated glucose-isomerizing activities of the enzymes.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제5권1호
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• pp.27-31
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• 2000

Characteristics of ethanol production by a xylose-fermenting yeast, Pichia stipitis Y-7124, were studied. The sugar consumption rate and specific growth rate were higher in the glucose-containing medium than in the xylose-containing medium. Specific activities of xylose reductase and xylitol dehydrogenase were higher in the medium with xylose than glucose, suggesting their induction by xylose. Maximum specific growth rate and ethanol yield were achieved at 30 g xylose/L concentration without formation of by-products such as xylitol and acetic acid whereas a maximum ethanol concentration was obtained at 130 g/L xylose. Adding a respiratory inhibitor, rotenone, increased a maximum ethanol concentration by $10\%$ compared with the control experiment. In order to evaluate the pattern of ethanol inhibition on specific growth rate, a kinetic model based on Luong's equations was applied. The relationship between ethanol concentration and specific growth rate was hyperbolic for glucose and parabolic for xylose. A maximum ethanol concentration at which cells did not grow was 33.6 g/L for glucose and 44.7 g/L for xylose.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권5호
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• pp.837-844
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• 2008

Glucose (xylose) isomerases from Streptomyces sp. have been used for the production of high fructose corn syrup for industrial purposes. An 11-kb DNA fragment containing the xyl gene cluster was isolated from Streptomyces lividans TK24 and its nucleotide sequences were analyzed. It was found that the xyl gene cluster contained a putative transcriptional repressor (xylR), xylulokinase (xylB), and xylose isomerase (xylA) genes. The transcriptional directions of the xylB and xylA genes were divergent, which is consistent to those found in other streptomycetes. A gene encoding XylR was located downstream of the xylB gene in the same direction, and its mutant strain produced xylose isomerase regardless of xylose in the media. The enzyme expression level in the mutant was 4.6 times higher than that in the parent strain under xylose-induced condition. Even in the absence of xylose, the mutant strain produce over 60% of enzyme compared with the xylose-induced condition. Gel mobility shift assay showed that XylR was able to bind to the putative xyl promoter, and its binding was inhibited by the addition of xylose in vitro. This result suggested that XylR acts as a repressor in the S. lividans xylose operon.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.286-298
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• 2005

농산 폐자원으로부터 식품 및 의약품 소재로 쓰이는 xylose, arabinose, cellulose를 생산하였다. 농산 폐자원은 우리나라 실정에 적합한 볏짚과 옥수수 껍질을 선택하였으며, 공정수율은 xylose와 arabinose는 약 15$\sim$20%(w/w), cellulose 는 20%(w/w)로 나타났다. 폐자원을 활용하는 개발된 공정중에는 미생물 유전자 재조합 기술을 응용하여 고역가의 효소생산 system을 개발하여, 생산된 효소를 가수분해 공정 과정에 투입하여 경제성이 높고 친환경적인 기술로 확립하였다. 재조합 미생물과 xylose, arabinose 정제공정은 신뢰 높은 재연성을 나타냈으며 xylose 제조법과 xylitol 발효법은 package 형태로 기술 이전을 준비하고 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.163-167
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• 2012

D-Xylose는 Saccharomyces cerevisiae에서 기질로 이용될 수 없어 S. cerevisiae가 이용 가능한 D-xylulose로의 전환이 요구된다. 효소고정화 시스템을 통한 D-xylose로부터 D-xylulose로의 전환을 위해 대장균의 D-xylose 이성화효소(XI)의 카르복시 말단에 양이온 교환수지를 이용한 단순 정제 및 고정화가 가능하도록 10-arginine tag(R10)을 융합하였다. 융합단백질인 XIR10은 재조합 대장균에서 과잉발현되었고 단일 단계의 양이온 교환 크로마토그라피를 통하여 고순도로 정제되었다. 정제된 XIR10은 카르복시 말단의 10-arginine tag과의 정전기적 상호작용을 통하여 양이온 교환수지에 고정화되었다. 고정화 및 비고정화된 XIR10은 넓은 범위의 pH 및 온도에서 비슷한 D-xylose 이성화효소 활성을 보였다. 이 결과는 양이온 교환수지로의 고정화는 XIR10의 효소적 기능에 영향을 주지 않는다는 것을 나타낸다. 고정화된 XIR10의 최적화된 조건에서 D-xylose의 25%는 D-xylulose로 이성화되었다. 본 연구의 결과들은 10-arginine tag과 양이온 교환수지간의 상호작용을 통해 정전기적 고정화된 XIR10이 D-xylose로부터 D-xylulose로의 전환에 응용 가능하다는 것을 명확하게 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제14권4호
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• pp.636-643
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• 2004

김치에서 분리된 Lactococcus sp. JK-8 균주에 의해 생산되는 D-xylose isomerase를 17배 정제하여 물리 화학적인 특성을 조사하였다 D-Xylose isomerase의 N 말단 아미노산 서열을 결정한 결과 Ala-Tyr-Phe-Asn-Asp-Ile-Ala-Pro-Ile-Lys로 확인되었고 이것은 Lactococcus 속의 D-xylose isomerase와는 유사하지 않았다. 정제된 효소의 분자량은 gel filtration의 경우 180 kDa, subunit의 분자량은 SDS-PAGE에서 45 kDa으로 측정되었고 이 효소는 4개의 subunit으로 구성된 homotetramer였다. 최적 반응 pH는 pH 7부근이었고 pH 6∼8 사이에서 안정하였다. 최적 반응온도는 7$0^{\circ}C$였고 1 mM $Mn^{2+}$의 존재 하에서는 7$0^{\circ}C$ 이상에서도 안정하였다. 이 효소도 다른 D-xylose isomerase처럼 활성과 열 안정성을 위해서 $Mg^{2+}$, $Co^{2+}$또는 $Mn^{2+}$와 같은 2가의 양이온을 필요로 하였으며, 이중 $Mn^{2+}$가 효소 활성에 가장 효과적이었다. 기질 특이성에 관한 연구에서는 D-xylose를 사용했을 때 높은 활성을 가짐을 알 수 있었다. 이 효소의 pI 값은 4.8이었고, D-xylose에 대한 Km 값은 5.9 mM이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.1002-1010
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• 2001

The D-xylose operon in Escherichia coli is known to be regulated by a transcriptional activator protein, XyIR, which is responsible for the expression of both xylAB and xylFGH gene clusters. The XyIR was purified to homogeneity by using the maltose binding protein fusion expression and purification systems involving two chromatography steps. The purified XyIR protein was composed of two subunits of 45 kDa, which was determined by both sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis and gel filtration. The purified XyIR was specifically bounded to the xylA promoter, regardless of adding xylose to the reaction mixture, but binding of XylR was specifically bounded to the xylA promoter, regardless of adding xylose to the reaction mixture, but binding of XylR to the xylA promoter was enhanced by adding xylose. The enhanced binding ability of XyIR in the presence of xylose was not diminished by adding glucose. The presumed XyIR binding site is located between 120 bp to 100 bp upstream the xylA initiation codon.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제15권5호
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• pp.340-345
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• 1987

D-xylose로 부터 에탄올을 직접생산하기 인하여 D-xylose를 유일한 탄소원과 에너지원으로 이용하는 균주들을 토양에서 분리하였다. 이들 중에서 에탄올 생산성이 가장 높은 균주를 선별하여 Fusarium sp.로 부분동정하였다. 이 균주에 의한 에탄을 생간의 최적 조건을 검토한 결과, 에탄올의 최대생산은 초기 pH8.0, 온도 33$^{\circ}C$, 기질농도 2%일 때 이루어졌다. 상기 조건하에서 최대 에탄을 생산량은 7.0g/ g 이었으며, 에탄올 수율과 균체 수율은 각각 0.35g/g(이론적 전환율 ; 68.6%)와 0.27g/g이었다.

• 미생물학회지
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• 제28권4호
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• pp.345-350
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• 1990

D-xylose로부터 직접 ethanol을 생산할 목적으로 D-xylose를 유일한 탄소원과 에너지원으로 이용하는 효모들을 토양, 톱밥, 썩은 나무들로부터 분리하였다. 이 균주들 가운데서 ethanol 생산력이 가장 우수한 균주는 썩은 나무로부터 분리한 Candida sp. L-16으로 동정되었다. 이균주를 이용한 ethanol 발효의 최적 조건은 진탕속도 60rpm, 배양온도 28C, 초기 pH 4.5 및 D-xylose 농도 5%이었다. 알코올 생산은 배양 4일째에 최대치에 도달했고 이때의 ethanol 농도는 2.4%(v/v)로서 이론적인 ethanol 수율은 총당에 대해 74.4%이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제11권3호
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• pp.193-199
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• 1983

보리짚이나 옥수수 속과 같은 농산폐자원으로부터 xylose를 생산하기 위한 생물전환공정에 관한 연구를 수행했다. 보리짚이나 1% 가성소다용액으로 24시간 3$0^{\circ}C$ 전처리한후 3$0^{\circ}C$에서 48시간 효소 가수분해를 시킨 결과 15.8%의 환원당을 유리시켰다. 이 환원당의 량은 보리 짚에 들어있는 전 D-xylose 함량에 87%에 해당하는 것이다. 여러 가지 농산폐자원의 효소전환공정을 시험한 결과, 보리짚과 옥수수속이 D-xylose 생산에 가장 적합한 원료가 픽수 있음을 관찰하였다.