Purification and Characterization of Inulinase from Penicillium sp.

Penicillium sp. 유래 Inulinase의 정제 및 특성

An extracellular inulinase from Penicillium sp. which isolated from soil sample was purified to a single protein th-rough ammonium sulfate fractionation, DEAE-Sephacel ion exchange chromatography and Toyopearl HW 65 F gel filtration. The temperature and pH for the enzyme reaction were around 6$0^{\circ}C$ and 4.0, respectively. The enzyme was stable at 3$0^{\circ}C$-5$0^{\circ}C$ and in the pH range of 4 to 5. $CuCl_2$, $HgCl_2$ and EDTA inhibited the enzyme activity strongly. By contrast, $MnCl_2$ and $CaCl_2$ activated the enzyme activity. The molecular weight of the purified enzyme was esti-mated to be 77,000 dalton by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The Km values of the enzyme for inulin were calculated to be $2.2\times10^{-3}$M. TLC analysis suggested that purified enzyme is exo-type inulinase. The NH2-terminal amino acid sequences of the purified enzyme was determined to be $NH_2$-X-Glu-Ser-Tyr-Thr-Glu-Lys/Leu-Tyr-Arg-Pro.

열안정성 inulinase를 분비하는 Penicillium sp.를 돼지 감자 서식지의 토양으로부터 분리하여 이 균주의 inulinase를 50%-80% 염석, DEAE-Sephacel column chromatography, Toyopearl HW 65 F column chromatography에 의해 정제하여 inulinase 활성을 가진 단일 band를 얻었다. 이 band의 단백질을 polya-cryamide gel electrophoresis 후 추출하여 inulinase 활성을 가지는 것으로 확인되었다. 이 단백질의 분자량은 SDS-PAGE에 의해 약 77,000 dalton으로 추정되었고, 최종 정제도는 53.3배이었다. 정제된 효소의 효소학적 성질을 조사한 결과, 최적온도는 약 6$0^{\circ}C$이었고, 열 안정성은 30-5$0^{\circ}C$에서 비교적 안정하였다. pH 4에서 가장 높은 활성을 나타냈으며, pH 4-5에서는 비교적 안정했고 염기성에서는 아주 낮은 활성을 나타내었다. 금속이온과 다른 화학물질의 영향을 조사한 결과 1mM의 $MnCl_2$와 $CaCl_2$에 의해 활성이 증가했으며 특히, $MnCl_2$는 1.7배까지 활성을 증가시켰다. 그러나, 1mM의 $CuCl_2$,$HgCl_2$와 1mM EDTA 시에는 활성이 저해되었다. TLC분석결과 모든 산물이 monosaccharide였으므로 이 효소는 exo-acting inu-linase로 추정되었고, inulin에 대한 이 효소의 $K_M$치는 $2.2\times10^{-3}$이었다. 이 효소의 결정된 N-terminal 아미노산 배열은 $NH_2$-X-Glu-Tyr-Thr-Glu-Lys/Leu-Tyr-Arg-Pro이다.