Characterization of TNP-cellulose as Substrate for Cellulase Assay

TNP-cellulose의 섬유소 분해효소 활성도 측정을 위한 기질로서의 특성

Characteristics of TNP-cellulose which prepared from carboxymethyl cellulose powder, CM32, as substrate for cellulase activity assay were investigated. Enzymatic hydrolysis of TNP-cellulose occured on the cellulose moiety but not on amide bonds, following Michaelis-Menten kinetics. Three cellulase preparations from Trichoderma viride, Aspergillus niger, and Cellulomonas sp. were tested for their pH and temperature dependences and compared with the method determining the increase in reducing power. The enzyme activity was found to have the same temperature range in both methods, however the pH range was broadened in the case of using TNP-cellulose as substrate. The colorimetric method for cellulase assay using TNP-cellulose as substrate was compared with the other methods: one based on determination of the increase in reducing power; and the other based on determining the decrease in viscosity of Na-CM-cellulose solution. The activities measured by the colorimetric method showed a linear correlation with the enzyme concentration of certain range in all three enzymes tested, and the activity values were proportional to those obtained from the other methods. Depending on the enzyme, however, the activity values from this method were not always in proportion to those from the viscometric method. suggesting that this method was not specific for determination of the endo-type cellulase.

Carboxyrrethyl cellulose CM32 (Whatman Biochemical Ltd.)로 조제한 TNP-cellulose에 대하여 섬유소 분해효소의 활성도 측정을 위한 기질로서의 특성을 검토하였다. 섬유소 분해효소에 의한 TNP-cellulose의 가수분해는 Michaelis-Menten kinetics에 의하였으며, 그 분해의 위치가 amide결합이 아니고 섬유소 부분임을 확인하였다. 효소원이 다른 세가지 섬유소 분해효소 (Onozuka R-10 from Trichoderma viride; Cellulase II from Aspergillus niger; cell-free enzyme from Cellulomonas sp.)의 활성도를 TNP-cellulose를 기질로 하여 측정할때 그 반응조건을 기왕의 환원당 측정법과 비교해 보면: 반응 온도의 범위에는 변화가 없었으나, pH범위는 여러 효소에서 다소 넓어짐으로서 TNP-cellulose를 기질로 할때 수소이온의 영향을 적게 받음을 확인하였다. TNP-cellulose를 기질로 사용한 활성도 측정방법은: 세가지 효소 모두 일정 농도의 범위에서 활성도와 비례관계가 성립함으로서 효소원이 다른 여러 섬유소 분해효소에 적용할 수 있으며; 기왕의 DNSA법에 의한 환원당 측정법보다 감도가 높았고; 그 활성도의 값은 기왕의 환원당 측정법이나 점성도 측정법에 의한 결과와 대체로 비례적이었으나, 효소의 종류에 따라서 점성도 측정법의 결과와 반드시 일치하지는 않음으로서, 순수한 endo-효소의 활성도 측정을 위한 특이적인 방법이 되지 못함을 알수 있었다.