Purification and Characterization of Cyclodextrinase from Bacillus stearothermophilus KJ 16

Bacillus stearothermophilus KJ16이 생산하는 Cyclodextrinase의 정제와 효소특성

  • Published : 1998.10.01

Abstract

Cyclodextrinase from B. stearothemophilus KJ16 that can produce both cyclodextrin(CD) glucanotransferase and cyclodextrinase was purified 87.6-fold with 7% yield by ammonium sulfate precipitation, DEAE-cellulose chromatog-raphy, Sephadex G-100 chromatography, and FPLC. The molecular weight of the purified enzyme was about 68,000 dalton by SDS-PAGE. The optimal pH and temperature were 6.0 and 55$^{\circ}C$, respectively. The enzyme was stable at 5$0^{\circ}C$ for 2 hr in the pH range of 5.5 and 8.5. The enzyme activity was inhibited strongly by mercaptoethanol, di-thiothreitol, p-chloromercuribenzoate, N-bromosuccinimide, $Cu^{+2}$and $Hg^{+2}$. The purified enzyme hydrolyzed CDs with$\gamma$-CD>$\beta$-CD>$\alpha$-CD. The enzyme also hydrolyzed linear maltodextrins and polysaccharides, but the rates of hyd-rolysis for such substrates were slow as compared to that for $\gamma$-CD. The final degradation products with all substrates were maltose and glucose. Maltose was not further hydrolyzed.

GTase와 CDase를 함께 분비$\cdot$생산하는 B. stearother-mophilus KJl6 균주의 CDase를 ammonium sulfate 침전, DBAE-cellulose, Sephadex G-100 column chromatogra-phy, 및 FPLC로 수율 7%, 비활성 12.4 units/mg, 정제도 87.6배로 정제된 CDase를 얻었으며 SDS-PAGE 상 단일 band를 확인하였다. 정제된 CDase의 분자량은 약 68,000 dalton 이었고 활성 최적 pH와 온도는 6.0와 55$^{\circ}C$였다. pH 안정성은 5.5~8.5의 범위에서 비교적 안정하였으며, 온도 안정성은 5$0^{\circ}C$에서 2시간까지는 안정하였고, 7$0^{\circ}C$에서 1시간 전처리하여도 80% 이상의 잔존활성을 나타내었다. 효소 활성은 $Cu^{+2}$$Hg^{+2}$와 같은 금속이온과 p-chlorome-rcuribenzoate, N-bromosuccinimide, mercaptoethanol, dithiothreitol에 의해서 효소활성이 강하게 저해되었다. 기질에 대한 반응 특이성은 $\gamma$ -CD를 가장 잘 분해하였으며, 그 외에 soluble starch나 amylose, amylopectin 등의 기질도 잘 분해하나 이들의 분해속도는 $\gamma$-CD에 비해서는 늦었다. 이들 기질의 최종 분해산물은 maltose였으며, maltose는 거의 분해되지 않았다.

Keywords