Degradation Characteristics of Ligninsulfonate by Laccase and Mn-peroxidase

Laccase와 Mn-peroxidase에 의한 Ligninsulfonate의 분해 특성

To understand whether ligninolytic enzyme catalyze polymerization or depolymerization of the high molecular weight (HMW) lignin, the action of laccase and Mn-peroxidase (MnP) towards commercial ligninsulfonates (LS) was examined in various conditions of pH and cosubstrates. Polymerization occurred when LS was incubated with laccase at pH 6.0. In contrast, the high molecular weight portions were significant1y reduced at pH 4.5, especially when glucose was added. When LS was treated with MnP at pH 4.5, compounds of low molecular weight were produced. In particular, when cellobiose was added to Mn-P reaction mixture, the breakdown of LS was observed. In conclusion, degradation of LS by laccase and MnP occurred primarily at pH 4.5 where-as polymerization of LS was dominant at pH 6.0. Color index, however, was not greatly changed in the degradation mixtures of LS.

리그닌 모델화합물은 리그닌 분해효소에 의해 생분해되는 과정에서 해중합 또는 중합되는 현상이 나타남으로써, 리그닌 분해효소가 진정으로 리그닌의 분해에 관여하는지 의문이 제기되고 있다. 본 연구는 구름 버섯과 표고버섯으로부터 단리한 laccase와 Mn-peroxidase(MnP)가 고분자 리그닌모델화합물로서의 ligninsulfonates(LS)을 분해시키는 특성을 이해하고자 시도되었다. 특히 pH의 변화와 당(糖)의 첨가에 따른 LS의 분자량의 변화를 관찰하였다. laccase의 경우 pH 6.0에서는 LS의 중합현상이 나타났으나 pH 4.5에서는 고분자분획의 LS가 현저히 분해됐다. glucose의 첨가시 이같은 현상은 두드러졌다. MnP 역시 pH 4.5에서 LS가 분해되었으며, 특히 배양액에 cellobiose를 첨가했을 때 현저하게 나타났다. 이상의 결과로부터, 리그닌 분해효소에 의한 LS의 분해는 효소의 종류와 반응조건에 따라 달라짐을 확인할 수 있었다. 흥미롭게도 LS의 분해에 따른 반응액의 색도(色度)(color index)의 변화는 관찰되지 않았다.