Characteristics of Cellulomonas fimi $\beta$-glucosidase expressed in Escherichia coli

대장균에서 발현되는 Cellulomonas fimi $\beta$-glucosidase의 효소학적 특징

The $\beta$-glucosidase enzyme was purified from E. coli carrying Cellulomonas fimi $\beta$-glucosidase gene. SDS-PAGE and analytical gel filtration revealed that molecular weight of this enzyme was 56,000 dalton and consisted of a single polypeptide.Inhibition caused by heavy metals and activation by dithiothreitol suggest the existence of essential thiol group in the enzyme. The enzyme was not active on maltose (glucose $\alpha$-1,4-glucose) which has a $\alpha$-linkage, whereas it was active on lactose (glucose $\beta$-1,4-glucose), PNPG (p-nitrophenyl $\beta$-D-glucopyranoside) and PNPC (p-nitrophenyl $\beta$-D-cellobioside), although its reaction rates were different.

Cellulomonas fimi에서 유래한 $\beta$-glucosidase 유전자를 갖고 있는 대장균으로부터 $\beta$-glucosidase 효소를 정제하였다. 전기 영동과 크로마토그라피 실험을 수행함으로써 정제된 효소의 분자량은 56,000 달톤이며 단일 폴리펩티드로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 정제된 $\beta$-glucosidase 효소는 당이 $\beta$-결합을 하고 있는 cellobiose, PNPG, PNPC 등의 기질에 대하여 작용하여 분해시킬 수 있었으나, $\alpha$-결합을 갖고있는 maltose는 분해할 수 없었으므로, $\beta$-결합에 대한 기질 특이성을 갖고 있음을 알았다. 철, 수은, 구리 등의 중금속 이온들에 의해 효소 활성이 저해되었고 DTT에 의해 효소의 활성이 활성화됨을 보임으로써 $\beta$-glucosidase 효소의 활성화 부위는 -SH 기가 중요하게 작용하고 있음을 시사하였다.