• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권2호
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• pp.230-233
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• 1999

A plasmid vector was constructed for the expression and secretion of Bacillus macerans cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) in Bacillus subtilis. The vector, pUBACGT, was composed of the ribosome-binding sequence, signal sequence, and cgt gene from B. macerans under the control of amyR2, the promoter of amyE gene coding for $\alpha$-amylase from B. subtilis var. natto. Bacillus subtilis LKS88, a mutant strain lacking genes for an amylase and two proteases, was used as a host for the transformation of the plasmid vector. The transformants were selected on kanamycin-containing Luria-Bertani plates. The starch hydrolyzing activity was observed on the starch-containing plates by the iodine method and cyclodextrin-forming activity was detected in the culture medium. A SDS-PAGE analysis showed that most of the expressed CGTase in the recombinant B. subtilis was secreted into the medium at a high expression level.

• KSBB Journal
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• 제19권2호
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• pp.164-167
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• 2004

효소인 싸이클로덱스트린글루카노트란스퍼라제 (CGTase)는 효소의 활성도에 칼슘이 관련된 분자내 당 전이반응에 의해 녹말과 그에 관련된 $\alpha$-1,4-glucan의 기질을 싸이클로덱스트린으로 생성시키는 산업적으로 가장 많이 응용되는 효소 중에 하나이다. 수용성 녹말을 기질로 하여 CLEC화한 Bacillus macerans $\alpha$-CGTase 효소를 극한의 반응 조건인 계면활성제나 유기 용매가 혼합된 반응조건에서 실험한 결과, 이들 조건이 싸이클로덱스트린의 생산을 증가시키는 영향을 초래하였고 특히, 계면활성제인 SDS와 $\beta$-OG는 전체 싸이클로덱스트린의 생성을 증가시켰고 이 중에서 SDS와 Lubrol PX는 알파싸이클로덱스트린의 생성의 특이성의 결과를, 반면에 Triton x-100과 Tween 80은 알파싸이클로덱스트린의 생성을 억제하는 결과를 보였다. 유기용매인 DMSO, formamide, MPD, ethylene glycol 또한 사이클로 덱스트린의 전체 수율과 특이성에 영향을 미치는 효력을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제8권2호
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• pp.152-157
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• 1998

To analyze the role of the C and D domains in the cyclization activity of cyclodextrin glucanotransferase (CGTase), two plasmids, pKB1ΔC300 and pKB1ΔD96, were constructed in which DNA regions encoding 100 and 32 amino acids, respectively, from the C and D domains of B. stearothermophilus NO2 CGTase were deleted. The mutated CGTase from the pKBlΔC300 produced much lower amounts of ${\alpha}$-, ${\beta}$-, and $\gamma$-cyclodextrin (CD) than the parental CGTase. However, the mutated CGTase from the pKBlΔD96 showed a similar production pattern of CDs to wild-type CGTase. The production ratios of the ${\alpha}$-, ${\beta}$- and $\gamma$-CDs were not affected by the deletions, when compared to those of parental CGTase. The optimum temperature of the mutated CGTase from the pKBlΔC300 was decreased from $60^{\circ}C$ to $55^{\circ}C$. The optimum pH of the mutated CGTase from the pKB1D96 was shifted from 6.0 to 7.0. The thermostability of the two mutant CGTases were not changed. From these results, it is suggested that the C and D domains are not related to cyclization activity directly because mutant-enzymes deleted C or D domains still possessed their activity. However, they are important for other enzymatic properties such as productivity and pH optimum as a partition of CGTase tertiary structure.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권4호
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• pp.368-376
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• 2003

AA를 AA-2G로 전환하는 CGTase를 고정화하여 AA-2G 대량 생산의 가능성을 고찰한 결과, CNBr-sepharose 4B가 가장 효과적인 담체로 판명되었고, CGTase의 고정화 최적 조건과 고정화 CGTase에 의한 AA-2G 생산의 최적조건 및 재사용성을 검토하였다. 최적 고정화 조건은 효소량 24,000 units/g resin으로 9시간 반응하여 약 18,000 units/g resin의 최고 고정화율을 얻을 수 있으며, pH 5.0(50 mM sodium citrate buffer)용액에 12% AA-Na와 8% soluble starch를 기질로 하여 800 units/ml의 고정화 CGTase를 첨가한 후 $37^{\circ}C$에서 100 rpm으로 교반하면서 25시간 반응하여 약 18 mM의 AA-2G 최고량을 얻을 수 있었다. 또한 0.015 mM의 $CaCl_2$를 첨가하여 고정화 CGTase의 재사용성을 관찰한 결과, 5회까지 50% 이상의 AA-2G 생산율로서 그 가능성을 입증할 수 있었다. 그리고 효소의 재사용성이란 측면에서, 본 고정화의 다른 한 방법인 ultrafiltration(한외 여과)에 의해서는 Millipore사의 YM 10 membrane을 이용하여 먼저 단백질량과 효소 활성 변화를 측정하여 그 가능성을 확보할 수 있었으며, 기질 20 ml을 사용하여 AA-2G를 생성시킨 후, 한외여과에 의해 효소만을 회수하여 연속 반응해 본 결과 8회까지 50%의 생성률을 유지하였다. 따라서 한외 여과는 CNBr-sepharose 4B와 함께 효율적인 고정화의 한 방법으로 판명되었으며, 앞으로 이들 고정화 효소를 이용한 연속 반응 시스템의 구축이 뒤따라야 할 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권3호
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• pp.411-416
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• 2002

Bacillus macerans cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) was expressed on the cell surface of Saccharomyces cerevisiae by fusing with Aga2p linked to the membrane-anchored protein, Aga1p. The surface display of CGTase was confirmed by immunofluorescence microscopy and its enzymatic ability to form ${\alpha}$-cyclodextrin from starch. The maximum surface-display of CGTase was obtained by growing recombinant S. cerevisiae at $20^{\circ}C$ and pH 6.0. S. cerevisiae cells displaying CGTase on their surface consumed glucose and maltose, inhibitory byproducts of the CGTase reaction, to enhance the purity of produced cyclodextrins. Accordingly, the experimental results described herein suggest a possibility of using the recombinant S.cerevisiae anchored with bacterial CGTase on the cell surface as a whole-cell biocatalyst for the production of cyclodextrin.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.191-193
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• 2000

B. macerans 유래의 CGTase를 yeast surface display기술을 이용하여 S. cerevisiae의 표면에 발현된 것을 halo-test와 immunofluorescence microscopy와 flow cytometry를 통하여 확인하였다. 재조합 효모는 효소의 cyclization작용을 저해하고 CD의 분해작용을 촉진하는 glucose와 maltose를 제거하는 발효공정과 표면 발현된 CGTase의 cyclization 공정을 동시에 수행할 수 있어 CD의 생산, 분리공정을 효율적으로 개선하였다.

• 미생물학회지
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• 제44권1호
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• pp.74-79
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• 2008

L-ascorbic acid (AA)의 2번 위치의 수산기에 부위 특이적 활성을 갖는 Paenibacillus sp. JB-13 유래의 cyclodextrin glucanotransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) 유전자(cgt gene)를 pEXP7 발현 vector에 클로닝하여 재조합 균주를 구축하였다. 재조합 균주의 CGTase생산 최적 조건을 검토하여 본 결과 LB 배지에 0.5% glucose, 3.0% polypeptone, 0.3% $K_2HPO_4$, 0.5% NaCl이 되도록 추가하고, 초기 pH 7.0, 접종량 2%, 통기량 0.1 vvm, 배양 온도 $37^{\circ}C$, 배양 시간 14시간의 조건에서 최대 활성을 나타내었다. 재조합 균주와 기존 균주의 CGTase 활성을 비교한 결과 재조합 균주는 배양 14시간째 640 units/ml의 활성을 가져 기존 균주에 비해 70%의 활성을 나타내지만 배양 시간을 1/4로 단축시킬 수 있다는 이점이 있음을 확인하였다. 재조합 균주가 생산한 CGTase를AA-2G합성에 적용하여 AA-2G를 합성하고 HPLC로 분석한 결과 단일 peak를 확인할 수 있었고 ${\alpha}$-glucosidase를 처리하여 확인한 결과 AA와 glucose로 분리됨을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제29권1호
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• pp.41-48
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• 2000

김치 시료로부터 자동산화되지 않으며 열 및 중성 pH에서 안정한 AA 유도체인 AA-2G를 생산할 수 있는 당전이활성을 가진 CGTase 생산균주를 분리하였고, 분리균주의 형태학적, 배양학적, 생리학적 성질 및 16s-rDNA sequences를 조사한 결과 그람 양서의 간균으로 호기성이며 내생포자를 형성하는 전형적인 중온성 Bacillus sp. JK-43으로 동정되었다. Bacillus sp. JK-43의 CGTase는 AA-2G 뿐만 아니라 AA-6G로 추정되는 물질을 함께 생산하였으며, 효소 최적생산조건은 1.0% soluble starch, 1.0% yeast extract, 1.0% $Na_2CO_3\;0.1%\;K_2HPO_4,\;그리고\;0.02%\;MgSO_4{\cdot}7H_2O$가 함유된 배지에서 pH 7.0, $37^{\circ}C$에서 26시간 동안 진탕배양하였을 때였다. 각종 당공여채에 따른 Bacillus sp. JK-43의 AA-2G 생산성을 조사한 결과 ${\beta}-CD$에서 가장 높은 AA-2G 생산성을 보였으며, 식혜제도페액인 엿기름 및 밥당화액에서도 비교적 높은 AA-2G 생산성을 보였다. 또한 여러 가지 당수용체에 대한 JK-43의 CGTase의 당전이 반응을 검토한 결과 sucrose, mannitol 및 inositol에서 높은 당전이 수율인 70~90%를 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권5호
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• pp.310-317
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• 1997

Enzymatic synthesis of glucosyl-sugar alcohols using various transglycosylating enzymes, such as cyclodextrin glucanotransferase (CGTase), ${\alpha}$-amylase, ${\alpha}$-glucosidase, and pullulanase was investigated using various sugar alcohols, such as sorbitol, xylitol, inositol, maltitol, and lactitol as glucosyl acceptors. CGTase showed the highest transglycosylating activity to sugar alcohols compared to other transglycosylating enzymes, and inositol and maltitol were the most suitable glucosyl acceptors. Soluble starch, extruded starch, cyclodextrins, and maltooligosaccharides were also identified to be adequate glucosyl donors for transglycosylation reaction of CGTase to sugar alcohols. The synthesis of glucosyl-maltitol in the reaction system using extruded starch as the glucosyl donor and maltitol as the glucosyl acceptor showed the best results showing the highest transglycosylation yield. The transglycosylation products were purified by activated carbon column chromatography with ethanol gradient elution. Chemical structures of above transglucosylated products were analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy, and two products were identified to be maltotritol and maltotetraitol, in which one or two glucose molecules attached to the parent maltitol molecule by a ${\alpha}$-l,4-glucosidic bond, respectively.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2003년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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• pp.122-124
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• 2003

Cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) and endoxylanase genes of Bacillus sp. were subcloned down-stream of yeast ADH1 promoter and expressed in S. cerevisiae. Most of the CGTase and endoxylanase expressed were detected in the extracellular medium with activity of 0.6 and 7-8 unit/ml, respectively. The recombinant enzymes were secreted as N-linked-glycosylated forms, resulting an enhanced thermal stability. CGTase predominantly produced $\alpha-cyclodextrin$ from starch and endoxylanase produced xylobiose and xylotriose from xylan.