The sprA and sprB gene encoding chymotrypsin-like proteases Streptomyces griseus protease A (SGPA) and Streptomyces griseus protease B (SGPB) and the sprT gene that encodes Streptomyces griseus trypsin (SGT) were cloned from Streptomyces griseus ATCC10137 and overexpressed in Streptomyces lividans TK24 as a heterologous host. The chymotrypsin activity of tole culture broth measured with the artificial chromogenic substrate , N-succinyl-ala-ala-pro-phe-p-nitroanilide, was 10, 14 and 14 units/mg in the transformants haboring the sprA, sprB and sprD genes, respectively. The growth of S. lividans reached the maximum cell mass after 4 days of culture, yet SGPA and SGPD production started in the stationary phase of cell growth and kept increasing for up to 10 days of culture in an R2YE medium. The trypsin activity of the culture broth measured with the artificial chromogenic substrate , N-${\alpha}$-benzoyl-DL- arginine-p-nitroanilide , was 16 units/mg and SGT production started in the stationary phase of cell growth and kept increasing for up to 10 days of culture in an R2YE medium. The introduction of the sprA gene into S, lividans TK24 triggered the biosynthesis of pigmented antibiotics, actinorhodin and undecylprodigiosin, and induced significant morphological changes in the colonies in Benedict, R2YE, and R1R2 media. In addition, the introduction of the sprT gene also induced morphological changes in the colony shape without affecting the antibiotic production, thereby implying that certain proteases would appear to play very important and specific roles in secondary-metabolites formation and morphological differentiation in Streptomyces.
A 50 KD metalloprotease of Serratia marcesrens ATCC 21074 was purified by ammoniumsulfate precipitation. DEAE-cellulose ion exchange chromatography, and sephadex ti-100gel filtration. Optimal pH and temperature of enzyme were pH 8.0 and 37"C, respectively.This enzyme was stable in the ranges of 10-37$^{\circ}$C and pH 5.0--11.0. Thermal denaturationwas investigated by differential scanning calorimetry. Onset temperature of denaturationand endothermic peak temperature were 376$^{\circ}$C and 43.2"C. re:,pectively. The denaturationenthalpy was -8.4mJimg. The purified metalloprotease was ri.sistant to autodigestion for24 hr at 30$^{\circ}$C. Metalloprotease in culture supernatant was also resistant to autodigestionin this conditions. Heat-denatured enzyme. however. was rapidly digested by the nativeenzyme. The metalloprotease was stable to proteolytic digestion by mammalian proteasessuch as trypsin. a-chymotrypsin, and elastase. But the enzyme was easily digested bybacterial protease. thermolysin.bacterial protease. thermolysin.
Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
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v.36
no.5
s.108
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pp.53-61
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2004
[ $Poly(_{D}-ldactide)\;(_{D}-PLA)$ ] was synthesized to have low molecular weight for miscible blends with a high molecular $poly(_{L}-lactide)\;(_{L} -PLA)$. The blends were prepared by dissolving the two components of $_{L}-PLA\;and\;_{D}-PLA\;(w/w)$ in chloroform (l00/0, 90/10, 70/30, 50/50, 30/70, 0/100). The miscibility of these miscible blends was characterized by gel-permeation chromatography (GPC), differential scanning calorimetry (DSC), and the selective degradability by enzymes (proteinase K, subtilisin and $\alpha$-chymotrypsin). The coating efficiency of PLA blends onto paper was determined and the degrading activity cellulases by on these blends. The miscibility, coating efficiency and enzymatic degradability of these blends were decreased according to increasing of $_{D}-PLA$ blending part. Such results were attributed to the extent of coating application of PLA, with better miscibility (compatibility), coating efficiency and degradability due to a higher $_{L}-PLA$ content.
The objective of the current study is to elucidate the biological roles of proteinase inhibitor in microorganisms. As the first step, a strain of Streptomyces fradiae was selected as a producer of extracellular proteinase inhibitor. The proteinase inhibitor was purified from culture broth through ultrafiltration, gel-filtration and ion-exchange chromatography. Molecular weight of the proteinase inhibitor was estimated to be 16, 800 by SDS polyacrylamide gel electrophoresis. It was found that the proteinase inhibitor inhibited only alkaline serine proteinases such as subtilisin, $\alpha$-chymotrypsin and Promase E but not trypsin and other proteinases. The mode of inhibition against Pronase E with succinyl-phenylalanine-p-nitroanilide as a substrate was competitive.
Thioltransferase, also known as glutaredoxin, was purified from Chinese cabbage (Brassica campestris ssp. napus var. pekinensis) by a combination of ion-exchange chromatography and gel filtration. Its purity was confirmed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and its molecular weight was estimated to be about 12,000 which is comparable with those of most known thioltransferases. The enzyme utilizes 2-hydroxyethyl disulfide, S-sulfocysteine, ${\alpha}-chymotrypsin$, insulin, and trypsin as substrates in the presence of reduced glutathione. The enzyme has Km values of 0.03-0.97 mM for these substrates. It appeared to contain dehydroascorbate reductase activity. The pH optimum of the enzyme was 8.5, when 2-hydroxyethyl disulfide was used as a substrate. It was greatly activated by reduced glutathione. Its activity was not significantly lost when stored at high temperature, indicating its thermostable character. It may play an important role in thiol-disulfide exchange in plant cells.
효소는 생물이 만드는 단백질로서 화학반응을 촉진시키는 촉매이다. 현재까지 알려진 효소의 종류는 약 3,000종이 되며 그 숫자는 해마다 증가하는 경향을 보이고 있다. 이 가운데 산업적 응용 가능효소는 150여종이며 상업적으로 생산되고 있는 효소는 60여종이 된다. 효소의 산업적인 이용은 1894년 소화제인 takaamylase가 Aspergillus oryzae의 배양에 의하여 생산된 이래 $\alpha$-amylase와 동물에서 pancreatin, trypsin, chymotrypsin, 사람의 소변에서 urokinase와 식물체에서 protease등이 공업적으로 생산되고 있다. 효소는 화학촉매보다 많은 장점을 가지고 있는데 온건한 반응조건에서 촉매력과 기질특이성(specificity)이 높고 부산물(by-product)이 적다. 그러나 효소의 폭넓은 산업적인 이용은 아직 많이 제한되어 있는데 대체적으로 열, 화학물질, protease, 반응환경등에 의해 쉽게 불활성화되기 때문이다. 이러한 한계를 극복하기 위해 많은 노력을 기울여 왔고 산업적인 필요성에 부응하여 1993년말 이래 미국, New Zealand, Ireland 등지에서 별도의 학술적인 모임이 열렸다. 본 고에서는 현재 식품산업에서 사용되고 있는 효소와 그의 특성, 효소 개발기술 및 국내외 효소시장 현황을 중심으로 개술하고자 한다.
This study investigated the immuno-potentiating activities of Japanese mud shrimp Upogebia major. We examined the effects of enzymatic hydrolysate from U. major on the production of nitric oxide (NO) and prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) and on the expression of pro-inflammation cytokines including $TNF-{\alpha}$, IL-6 and $IL-1{\beta}$ in RAW 264.7 cells. The treatment of six enzymatic hydrolysates of U. major (alcalase, ${\alpha}$-chymotrypsin [${\alpha}-Chy$], trypsin, pepsin, neutrase, protamex) significantly increased the production of NO in RAW 264.7 cells, with ${\alpha}-Chy$ having the greatest effect. This hydrolysate was fractionated by two ultrafiltration membranes at 3 and 10 kDa to created three fractions (below 3 kDa, between 3 and 10 kDa, and above 10 kDa). Of these, the <3 kDa and >10 kDa fractions showed significant increases in NO production. These two fractions also induced $PGE_2$ production in RAW 264.7 cells and showed significant increases in the expression of all cytokines studied. These results suggest that enzymatic hydrolysate from U. major is a potentially useful food material with immune-potentiating effects.
In this study we purified a fibrinolytic enzyme from Cordyceps militaris using a combination of ion-exchange chromatography on a DEAE Sephadex A-50 column, gel filtration chromatography on a Sephadex G-75 column, and FPLC on a HiLoad 16/60 Superdex 75 column. This purification protocol resulted in a 191.8-fold purification of the enzyme and a final yield of 12.9 %. The molecular mass of the purified enzyme was estimated to be 52 kDa by SDS-PAGE, fibrin-zymography, and gel filtration chromatography. The first 19 amino acid residues of the N-terminal sequence were ALTTQSNV THGLATISLRQ, which is similar to the subtilisin-like serine protease PR1J from Metarhizium anisopliae var. anisopliase. This enzyme is a neutral protease with an optimal reaction pH and temperature of 7.4 and $37^{\circ}C$, respectively. Results for the fibrinolysis pattern showed that the enzyme rapidly hydrolyzed the fibrin $\alpha$-chain followed by the $\gamma$-$\gamma$ chains. It also hydrolyzed the $\beta$-chain, but more slowly. The A$\alpha$, B$\beta$, and $\gamma$ chains of fibrinogen were also cleaved very rapidly. We found that enzyme activity was inhibited by $Cu^{2+}$ and $Co^{2+}$, but enhanced by the additions of $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ ions. Furthermore, fibrinolytic enzyme activity was potently inhibited by PMSF and APMSF. This enzyme exhibited a high specificity for the chymotrypsin substrate S-2586 indicating it's a chymotrypsin-like serine protease. The data we present suggest that the fibrinolytic enzyme derived from the edible and medicinal mushroom Cordyceps militaris has fibrin binding activity, which allows for the local activation of the fibrin degradation pathway.
In this study, euryhaline marine microorganism, Bacillus sp. strain EBW4 isolated from polychaete (Perinereis aibuhitensis) of Suncheon Bay was physiologically, biochemically and genetically characterized. Based on 16S rRNA sequence, EBW14 was found to share 98.25% similarity with Bacillus hemicentroti $JSM076093^T$, 97.96% similarity with Bacillus hwajinponensis SW-$72^T$ and 96.28% similarity with B. algicoa $KMM3737^T$, respectively. The temperature range for the growth of strain EBW4 was $4-40^{\circ}C$, NaCl concentration range 0-17% and pH range pH 5-9, revealing that EBW4 was euryhaline bacterium. Major fatty acids in strain EBW4 were composed of anteiso $C_{15:0}$ (48.2%), iso $C_{16:0}$ (12.1%), anteiso $C_{17:0}$ (11.6%) and iso $C_{14:0}$ (9.4%). EBW4 was found to have DNase, amylase, protease and lipase for the degradation of macromolecules such as DNA, carbohydrates, proteins, lipids, etc. The enzyme activities of alkaline phosphatase, esterase (C4), leucine arylamidase and ${\alpha}$-chymotrypsin were also found in strain EBW4. Analysis of the biodegradation ability of EBW4 for organic hydrocarbons under different salinity conditions using synthetic water waste revealed that EBW4 exhibited the ability to degrade organic hydrocarbons very quickly, suggesting strain EBW4 may be a good candidate for the application to various industries.
The potential utility of fish scales to the functional food industry has been investigated due to its antioxidant and antihypertensive characteristics. In this study, we report on the reactive oxygen species (ROS) scavenging and angiotensin I converting enzyme (ACE) inhibitory activities of gelatin hydrolysates processed from Branchiostegus japonicus scales, which are also high in protein content (about 46.1%). We prepared the enzymatic gelatin hydrolysates with four proteases (${\alpha}$-chymotrypsin, Alcalase, Neutrase and trypsin) from B. japonicus scale gelatin, which was prepared according to different reaction times, substrate/enzyme ratios and substrate concentrations. The enzymatic hydrolytic degrees of the gelatin increased time-dependently up to 6 hrs, while the Alcalase gelatin hydrolysates showed the highest hydrolysis degrees compared to the others. Furthermore, gelatin hydrolysates of Neutrase and ${\alpha}$-chymotrypsin showed the highest DPPH radical and $H_2O_2$ scavenging activities ($IC_{50}$ value; 9.18 mg/mL and 9.74 mg/mL), respectively. However, the activities were not significant (P<0.05). We also observed that the four gelatin hydrolysates significantly increased ACE inhibitory activities from approximately 20% to 60% (P<0.05), Among them, the Alcalase gelatin hydrolysates showed the higher ACE inhibitory activity ($IC_{50}$ value; 0.73 mg/mL) compared to the others. These results suggest that the enzymatic gelatin hydrolysates prepared from B. japonicus scales may possess a potentially useful function as an ACE inhibitory agent. As such, the utility of B. japonicus scales should be given due consideration for application in the functional food industry.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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