Characterization of the Outer Membrane-Associated 2-Furaldehyde Dehydrogenase from Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae 균주의 세포외막에서 분리한 2-furaldehyde dehydrogenase의 특성에 관한 연구

  • 이준우 (서울대학교 자연과학대학 미생물학과) ;
  • 강사욱 (서울대학교 자연과학대학 미생물학과) ;
  • 하영칠 (인하대학교 이과대학 생물학과) ;
  • 한홍의 (서울대학교 자연과학대학 미생물학과)
  • Published : 1988.09.01

Abstract

An outer membrane-associated 2-furaldehyde dehydrogenase, catalyzing the oxidation of 2-furaldehyde to 2-furoic acid from Klebsiella pneumoniae was purified to homogeneity and characterized. The enzyme showed its highly specific dependency on $\beta$-$NAD^{+}$. Enzyme activity was monitored during purification by using substrate 2-furaldehyde and coenzyme $\beta$-$NAD^{+}$ by means of high performance liquid chromatography. The outer membrane was successfully collected by the methods of Percoll density gradient ultracentrifugation and ultracentrifugation after preferential solubilization of the membrane with $Mg^{2+}$ and Triton X-100. The enzyme was purified by the series of procedures including extraction of outer membrane protein with EDTA and lysozume, and fractionation by column chromatography on QAE-Sephades Q-50, and subsequently Sephadex G-100. The enzume showed its optimal activity at $85^{\circ}C$, pH 9.5, and in the presence of 1.5% (vol/vol) Triton X-100. The enzyme exhibited a native molecular size of 88,000 by nondenaturing polyacrylamide gel electrophoresis and had an apparent Km of 4.72mM for 2-furaldehyde.

Klebsiella pneumoniae의 세포외막으로부터 2-furaldehyde를 2-furoic acid로 산화시키는 2-furaldehyde dehydrogenase를 분리하여 그 특성을 조사하였다. 이 효소는 $\beta$-$NAD^{+}$를 특이적으로 요구하였다. 분리과정중의 효소활성도는 2-furaldehyde를 기질로 사용하고 $\beta$-$NAD^{+}$를 조효소로 사용하면서 high performance liquid chromatography에 의해 측정 되었다. 세포외막은 Percoll의 밀도흉배에 의한 초원심분리방법과 $Mg^{2+}$, Triton X-100으로 용해시킨 후, 초원심분리시키는 방법으로 수집되었다. 세포외막단백질은 EDTA와 lysozyme을 처리함으로서 얻어졌고, 효소는 QAE-Sephadex Q-504 S Sephadex G-100-을 사용하면서 column chromatography 방법에 의해 분리되었다. 본 효소는 $85^{\circ}C$, PH9.5, 그리고 1.5% (vol/vol) Triton X-100의 존재하에서 최대활성을 보여주었다. 효소의 분자량은 nondenaturing polyacrylamide gel e electrophoresis의 결과, 88, 000.으로 추정되었고, 2-furaldehyde에 대한 효소의 Km값은 4.72 mM 이였다.

Keywords