Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
/
v.37
no.3
/
pp.9-16
/
2005
This study was carried out to investigate the characteristics of extracellular cellulase and xylanase from 4 selected different species, such as enzyme activity and stability by pH, temperature and metal ions, for application into enzymatic deinking system. The optimal temperature and pH for enzyme activity of Bacillus pumilus I, B. subtilis I, B. pumilus II and B. subtilis II were mainly $40{\sim}60^{\circ}C$ and pH $6.0{\sim}7.0$, respectively. Certain metal ions, calcium and cobalt, elevated enzyme activity, even though there were different results of enzyme activities based on various metal ions in 4 different species. With these results we suggest that enzymatic deinking system should be proceed at $50^{\circ}C$ with neutral pH condition.
A bacterial strain capable of hydrolyzing xylan was isolated from fermented soybean paste obtained from a domestic Buddhist temple, using enrichment culture with rice straw as a carbon source. The isolate, named YB-1301, was identified as Bacillus safensis on the basis of its DNA gyrase subunit B gene (gyrB) sequence. The xylanase productivity of strain YB-1301 was drastically increased when it was grown in the presence of wheat bran or various xylans. In particular, the maximum xylanase productivity reached above 340 U/ml in the culture filtrate from LB broth supplemented with only birchwood xylan at shake-flask level. The xylanase production was significantly induced by xylans at the stationary growth phase in LB medium containing xylan, whereas only a small amount of xylanase was constitutively produced from cells grown in LB medium with no addition of xylan. Furthermore, xylanase biosynthesis was induced more rapidly by the enzymatically hydrolyzed products of xylan than by the non-hydrolyzed xylan. In addition, the xylanase in the culture filtrate of B. safensis YB-1301 was found to have optimal activity at 55℃ and pH 6.5–7.0.
A xylanase was purified from the culture supernatant of Bacillus sp. A-6 by using ultrafiltration and ion exchange chromatography on the column of SP-Sepharose using 5 mM acetate buffer, pH 5.0. The xylanase was eluted from the column at the concentration less than 0.05 M NaCl. The eluted xylanase was shown to be a single protein band in SDS-PAGE. Zymogram analysis indicated that the protein band in SDS-PAGE had the enzyme activity to hydrolyze oat spelt xylan. The molecular weights of the xylanase were 15,000 based on SDS-PAGE and 14,100 based on gel filtration chromatography. Thin layer chromatography showed that the xylanase hydrolyzed oat spelt xylan into xylobiose and high-molecular-weight xylooligosaccharides. The relative activities of the heated xylanase decreased to 80% at $40^{\circ}C$ after 7 hr and less than 40% at $60^{\circ}C$ after 1 hr.
A fungal strain able to produce filter paper activity (FPase) was isolated from soil by testing the ability to hydrolyze using filter paper. The isolated strain was identified as an Aspergilus sp. judging from its morphological and microscopical characteristics. The cellulase-xylanase system of Aspergillus sp. 8-17 was detected in situ after gel electrophoresis in the presence of SDS and showed that each protein pattern had a distinct polypeptide composition. ${\beta}$-1,4-Glucanase, cellobiohydrolase, and xylanase activity profiles differ from protein patterns. The Aspergillus sp. 8-17 hydrolytic enzymes responsible for the hydrolysis of ${\beta}$-glucan, MUC, and xylan have multiple active forms.
Xylanase is a class of enzymes that hydrolyze the linear polysaccharide ${\beta}$-1,4-xylan into xylose. This enzyme is applied in the process of paper making and may be used for the process of biofuel production in the future. The Paenibacillus donghaensis JH8, isolated from Donghae deepsea sediment and reported as a novel bacterium, was known to degrade xylan and its xylanase was characterized in this study. The enzyme was maximally induced in the presence of 0.1% xylan. The production of xylanase was started at early logarithmic phase and reached about 55 miliunit at stationary phase of growth. The optimal temperature and pH of extracellular xylanase were found to be $40^{\circ}C$ and pH 6.0, respectively. The activity of xylanase was inhibited by the presence of $Ca^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Al^{3+}$ or EDTA, and activated by $K^+$, $Ag^+$ or DTT. This xylanase was stable at $40^{\circ}C$ for 120 min, but lost almost their activity in 30 min at $60^{\circ}C$. Zymography analysis of concentrated culture supernatant revealed one major band at 42 kDa and two faint bands at 68 and 120 kDa.
The action mode of xylanase II from Trichoderma koningii ATCC 26113 on xylan and related oligosaccharides (xylotriose, xylotetraose, and arabinoxylotriose) indicated that xylanase II is an endo-enzyme and also has trans-xylosidase activity. The $^1HNMR$-NMR studies of the reaction products formed by xylanase II revealed that all the hydrolysis products of xylooligosaccharides by the enzyme have only ${\beta}$-1,4-xylosidic linkage(s). Chemical modification of the enzyme with iodoacetamide showed that two cysteine residues per molecule of the enzyme was essential for the activity. Modification of the enzyme with N-bromosuccinimide demonstrated that four of the eight tryptophan residues were involved in its active site.
A strain YB914 was isolated from soil as a producer of the extracellular xylanase, which catalyzes the hydrolysis of oat spelt xylan. The strain YB914 was identified as Streptomyces sp. on the basis of its morphological, cultural and biochemical properties. The xylanase of culture filtrate was the most active at $55^{\circ}C$ and pH 5.5, and retained 80% of its maximum activity at the range of pH 4.5~7.0. In order to optimize the culture medium for xylanase production, ingredients of G.S.S medium were replaced by several carbohydrates. The carbohydrates such as oat spelt xylan, corn cob xylan, wheat bran and lactose increased the xylanase productivity of Streptomyces sp. YB914. However, xylanase production was greatly repressed by galactose or arabinose. The maximum xylanase productivity was reached to 48 U/mL in the modified medium containing 1% oat spelt xylan and 1.5% lactose.
A xylanase from the Bacillus sp. strain DSNC 101, isolated from soil, was purified to homogeneity by anion-exchange and hydrophobic interaction chromatography followed by gel filtration chromatography. The enzyme cleaved xylan, but not carboxymethyl cellulose, Avicel, soluble starch, and pNPX. The main product of oat spelts xylan hydrolysates was xylobiose. The xylanase had a molecular weight of 25 kDa determined by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Optimum temperature and pH for the xylanase activity were $50^{\circ}C$ and 6.0, respectively. $K_{m}\;and\;V_{max}$ of the enzyme for oat spelts xylan were 12.5 mg of xylan/ml and 869.5 unit/mg of protein, respectively. Xylanase was completely inhibited by Hg, Cu, and N-bromosuccinimide, but was stimulated by Ca, Co, and Mg.
To investigate the characteristics of active sites of the D-xylanase and $\beta$-xylosidase purified from Penicillium verruculosum, effects of various chemicals on the enzyme activity were analyzed. The D-xylanase was activated by Cua), however it was inhibited by metal ions, Hg2+ and Mna+, by chemicals, N-bromosuccinimide, iodine, diethylpyrocarbonate, and 2,3-butanedione. These results suggested that the D-xylanase from Penicillium verruculosum contained tyrosine, histidine, arginine and tryptophan at the active center. The $\beta$-xylosidase was inhibited by Hg2+, N-bromosuccinimide and sodium dodecyl sulfate, however it was not effected by Mn2+ and Cu2). It was suggested that the enzyme contained tryptophan at the active center.
This paper reports the production and characterization of crude xylanase from the newly isolated Humicola sp. Ly01. The highest (41.8 U/ml) production of the crude xylanase was obtained under the optimized conditions (w/v): 0.5% wheat bran, 0.2% $KH_2PO_4$, and 0.5% peptone; initial pH 7.0; incubation time 72 h; $30^{\circ}C$; and 150 rpm. A considerable amount of the crude xylanase was induced using hulless barley bran or soybean meal as the carbon source, but a small amount of the enzyme was produced when supplementary urea was used as the nitrogen source to wheat bran. The crude xylanase showed apparent optimal cellulase-free xylanase activity at $60^{\circ}C$ and pH 6.0, more than 71.8% of the maximum xylanase activity in 3.0-30.0% (v/v) ethanol and more than 82.3% of the initial xylanase activity after incubation in 3.0-30.0% (v/v) ethanol at $30^{\circ}C$ for 2 h. The crude xylanase was moderately resistant to both acid and neutral protease digestion, and released 7.9 and 10.9 ${\mu}mol/ml$ reducing sugar from xylan in the simulated gastric and intestinal fluids, respectively. The xylooligosaccharides were the main products of the hydrolysis of xylan by the crude xylanase. These properties suggested the potential of the crude enzyme for being applied in the animal feed industry, xylooligosaccharides production, and high-alcohol conditions such as ethanol production and brewing.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.