Production and properties of exoinulase from Streptomyces sp. S34

Streptomyces sp. S34의 exoinulase 생산 및 성질

An exoinulase-producing bacterium was isolated from soil, and identified as Streptomyces sp. The maximum inulase production was achieved when inulin as carbon source and soybean meal as organic nitrogen source were included in the culture. The exoinulase was considered to be a constitutive enzyme produced not only by inulin but also by soluble starch or glucose. The purified enzyme on DEAE-cellulose and Sephadex G-200 column showed the maximal activity at $pH\;5.5{\sim}6.0$ and $50^{\circ}C$, but lost 65% inulase activity at $50^{\circ}C$ after 1 hour incubation. This exoinulase was activated by $Mn^{+2}$, wherease more that 80% inactivation was observed with $Ag^+$, $Hg^{+2}$ and $Fe^{+3}$. The enzyme was possibly a metalloenzyme in that EDTA and 8-hydroxyquinoline inhibited the enzyme. Km values for inulin (16.51 mM) and sucrose (14.62 mM) were in very close range suggesting mostly equal affinity toward the subatrates. However, the maximum velocity for inulin was 10 times greater than for sucrose.

Streptomyces sp. S34가 분비하는 exoinulase의 생산조건을 검토하고 정제하였으며 이 호소의 성질을 조사하여 Streptomyces sp. S56이 생산하는 endoinulase와 비교하였다. 이 효소는 같은 속에서 분비되는 endoinulase와는 달리 탄소원으로 inulin이외에 glucose 및 soluble starch를 사용할 때도 효소가 생산되어 구성효소로 생각되었으며 유기질소원으로 대두박을 사용할 때 최대의 효소생산을 보였다. DEAE-cellulose에 이어 Sephadex G-200 chromatography로 정제한 효소의 최적 pH는 $5.5{\sim}6.0$이었고 최적온도 $50^{\circ}C$에서의 열안정성은 1시간 처리로 45%의 잔류활성이 있었다. 효소활성은 $Mn^{+2}$ 이온에 의하여 증가되나 $Ag^+$, $Hg^{+2}$, $Fe^{+3}$ 이온들에 의하여는 80% 이상 감소되었으며 특히 EDTA, 8-hydroxyquinoline에 의해 저해되어 metalloenzyme으로 생각되었다. 본 효소는 inulase 활성 대 invertase 활성비가 0.52로 전형적인 exoinulase로서 inulin 및 sucrose에 대한 친화도는 거의 같으나 최대속도는 inulin이 기질일 경우 sucrose보다 약 10배 빨랐다. 같은 Streptomyces 속에서 분비되는 endoinulase와 비교하면 작용 pH 범위가 $5{\sim}7$로 더 좁고 열안정성도 낮으며 저해 금속이온도 상이하나 두 효소 모두 metalloenzyme으로 추정되었다.