• 농업생명과학연구
• /
• 제46권2호
• /
• pp.129-137
• /
• 2012

A carboxymethyl cellulase gene, cel5B, was cloned, sequenced, and expressed in Escherichia coli. pRCS20 in E. coli was identified from metagenomic cosmid library of cow rumen for cellulase activity on a carboxymethyl cellulose agar plates. Cosmid clone (RCS20) was partially digested with Sau3AI, ligated into BamHI site of pBluescript II SK+ vector, and transformed into E. coli $DH5{\alpha}$. The insert DNA of 1.3 kb was obtained, designated cel5B, which has the activity of hydrolyzation of CMC. The cel5B gene had an open reading frame (ORF) of 1,059 bp encoding 352 amino acids with a signal peptide of 48 amino acids and the conserved region, VIYEIYNEPL, belongs to the glycosyl hydrolase family 5. The molecular mass of Cel5B protein expressed from E. coli $DH5{\alpha}$ exhibited to be about 34 kDa by CMC-SDS-PAGE. The optimal pH was 8.0, and the optimal temperature was about $50^{\circ}C$ for its enzymatic activity.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제48권4호
• /
• pp.322-325
• /
• 2005

Pseudomonas sp. JH1014는 세제 첨가용으로 사용 가능한 알칼리성 단백질 분해효소를 생산하는 균주로 하천수에서 분리되었다. 이 균주는 LB 배지에서는 CMCase를 생산하지 않았으나, 배지에 기질인 carboxymethyl cellulose를 첨가하면 분해효소인 CMCase의 생산이 유도되었으며, CMC 첨가에 따른 증식 양상의 변화는 없었다. CMC를 첨가한 배지로 $37^{\circ}C$에서 진탕배양 하였을 때 균의 증식은 $9{\sim}12$시간 후에 최대에 도달하였으며, 생산된 효소의 활성은 21시간 후에 최대에 도달하였다. 조효소액의 CMCase 활성 최적 pH는 6.0, 최적 온도는 $55^{\circ}C$였으며, $70^{\circ}C$에서 10분 동안 열처리한 후의 잔존활성은 70%였다. 부분 정제된 효소를 SDS-PAGE 후 활성염색한 결과 분자량이 54와 30 kDa인 두 개의 활성띠가 관찰되어, Pseudomonas sp. JH1014는 적어도 두 종류의 CMCase를 생산하는 것으로 보인다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제18권3호
• /
• pp.404-409
• /
• 2008

The brown-rot basidiomycete Fomitopsis palustris is known to degrade crystalline cellulose (Avicel) and produce three major cellulases, exoglucanases, endoglucanases, and ${\beta}$-glucosidases. A gene encoding endoglucanase, designated as cel12, was cloned from total RNA prepared from F. palustris grown at the expense of Avicel. The gene encoding Cel12 has an open reading frame of 732 bp, encoding a putative protein of 244 amino acid residues with a putative signal peptide residing at the first 18 amino acid residues of the N-terminus of the protein. Sequence analysis of Cel12 identified three consensus regions, which are highly conserved among fungal cellulases belonging to GH family 12. However, a cellulose-binding domain was not found in Cel12, like other GH family 12 fungal cellulases. Northern blot analysis showed a dramatic increase of cel12 mRNA levels in F. palustris cells cultivated on Avicel from the early to late stages of growth and the maintenance of a high level of expression in the late stage, suggesting that Cel12 takes a significant part in endoglucanase activity throughout the growth of F. palustris. Adventitious expression of cel12 in the yeast Pichia pastoris successfully produced the recombinant protein that exhibited endoglucanase activity with carboxymethyl cellulose, but not with crystalline cellulose, suggesting that the enzyme is not a processive endoglucanase unlike two other endoglucanases previously identified in F. palustris.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
• /
• 한국펄프종이공학회 2011년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.81-91
• /
• 2011

Current fuel ethanol research and development deals with process engineering trends for improving biotechnological production of ethanol. Recently, a large amount of studies regarding the utilization of lignocellulosic biomass as a good feedstock for producing fuel ethanol is being carried out worldwide. The plant biomass is mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin. The main challenge in the conversion of biomass into ethanol is the complex, rigid and harsh structures which require efficient process and cost effective to break down. The isolation of microorganisms is one of the means for obtaining enzymes with properties suitable for industrial applications. For these reasons, crude cultures containing cellulosic biomass degrading microorganisms were isolated from rice field soil, cow farm soil and rotten rice straw from cow farm. Carboxymethyl cellulose (CMC), xylan and Avicel (microcrystalline cellulose) degradation zone of clearance on agar platefrom rice field soil resulted approximately at 25 mm, 24 mm and 22 mm respectively. As for cow farm soil, CMC, xylan and Avicel degradation clearancezone on agar plate resulted around at 24mm, 23mm and 21 mm respectively. Rotten rice straw from cow farm also resulted for CMC, xylan and Avicel degradation zone almost at 24 mm, 23 mm and 22 mm respectively. The objective of this study is to isolatebiomass degrading microbial strains having good efficiency in cellulose hydrolysis and observed the effects of different substrates (CMC, xylan and Avicel) on the production of cellulase enzymes (endo-glucanase, exo-glucanase, cellobiase, xylanase and avicelase) for producing low cost biofuel from cellulosic materials.

• 생명과학회지
• /
• 제17권7호통권87호
• /
• pp.983-989
• /
• 2007

Auxin, siderophore, 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 생물방제균주 B. licheniformis Kll을 식물병원성진균을 대상으로 균사 성장억제능을 확인결과 6종의 식물병원성 진균에서 균사체 성장억제능을 확인하였으며, 그 중에서 토마토 시들음병을 유발하는 F. oxysporum(KACC 40037)에 가장 강력한 억제능을 나타내었다. 그리고 본 균주가 생산하는 항진균성 siderophore이외에 세포벽이 cellulose로 구성된 P. capsici의 cell wall을 분해하는 cellulase를 생산하는 것을 추가적으로 확인하였다. 뿐만아니라 B. licheniformis Kll은 nutrient broth(pH 8.0), $30{\circ}C$에서 96시간 배양시 토마토 시들음병에 대한 항진균 활성이 가장 높았고, 이는 cellulase의 활성과 sideropore의 최대 생산조건과는 상이하였다. 또한 탄소원과 질소원으로 starch와 urea를 각각 첨가시 항진균성 활성이 가장 높았고, 이 역시는 cellulase의 활성과 항진균성 siderophore의 최대 생산조건과 일치하지 않았다. 그리하여 본균주 B. licheniformis Kll은 식물성장촉진 물질은 auxin, 항진균성 siderophore와 cellulase를 생산함과 동시에 또 다른 강력한 항진균성 물질을 생산하는 것을 추가로 확인하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제60권1호
• /
• pp.79-86
• /
• 2017

토양 내에 존재하는 미생물은 다양한 종류의 다당류 분해 효소들을 생산함으로써 토양의 비옥도 증진뿐만 아니라 토양내의 생태계를 건전하게 유지하게 위해 중요한 역할을 한다. 본 연구는 경남과학기술대학교에 위치한 쥬라기숲에서 0.4 % carboxymethyl cellulose와 0.01 % trypan blue가 첨가된 LB agar plate를 이용하여 CMCase와 xylanase를 생산하는 박테리아를 분리하였다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석과 API kit 분석을 바탕으로 분리된 박테리아는 Bacillus 종에 속하는 것으로 동정되었으며, Bacillus sp. GJY으로 명명하였다. Bacillus sp. GJY에서 CMCase와 xylanase의 활성을 책임지고 있는 단백질을 알아보기 위하여 Zymogram 분석을 실시하였다. 그 결과 CMCase의 경우 약 28 kDa 크기에 xylanase의 경우 약 25 kDa 크기에 활성밴드가 하나씩 존재하였다. Bacillus sp. GJY의 최적 생장온도는 $37^{\circ}C$이었으며, CMCase와 xylanase의 활성은 배양 후 12시간에 최고에 달하였다. CMCase의 경우 pH 5.0, 온도 $40^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보인 반면, xylanase는 pH 4.0, $40^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보였다. CMCase와 xylanase 모두 40, $50^{\circ}C$에서는 열 안정성을 보였지만, $60^{\circ}C$ 이상에서는 두 효소의 열 안정성이 급격하게 감소하는 경향을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.311-317
• /
• 2006

식물생육을 촉진하고 고추역병균을 방제하는 다기능 PGPR 균주 Bacillus subtilis AH18 항진균성 cellulase 유전자를 PCR을 이용해 pUC18과 재조합 후 E. coli DH5$\alpha$에 cloning하여 E. coli내에 발현시켰으며, 그 형질전환 균주를 E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)이라 명명하였고, 발현된 cellulase를 ce/H라 하였다. E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)의 inset 부위는 B. subtilis AH18의 1,582 bp 유전자를 포함하며 cellulase의 유전자는 1,524 bp로 508개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정되었고, CMC를 함유한 SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. subtilis AH18이 가지는 ce/H는 3종의 대표적인 Bacillus spp.들의 cellulase 유전자의 DNA와 아미노산 배열이 98% 이상 유사하였으며, CMC(carboxymethyl-cellulose) 뿐만 아니라, 불용성 섬유소인 Avicel, filter paper(Whatman No. 1) 특히 고추역병균인 Phytophthora capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. 또한 colH의 cellulase는 $50^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 $AgNO_3$ 또는 $CoCl_2$ 첨가시 활성이 1.7배, 2배 정도 증가하였고 $HgC1_2$ 첨가시는 활성이 20%까지 떨어졌다. 또한 여러 화학 저해제들 중 Sodium azide 또는 Hydroxy urea는 효소 활성을 증가시켰으며, CDTA 또는 EDIA는 섬유소분해능을 감소시켰다. 이들의 결과는 고추역병균 P. capsici의 생육을 억제하는 B. subtilis AM18의 진균세포벽 용해성 cellula의 효소학적 특성을 구명한 것이라고 할 수 있다.

• Journal of Microbiology
• /
• 제33권2호
• /
• pp.109-114
• /
• 1995

Alkalophilic Cephalosporium sp. RYM-202 produced multiple xylanases extracellularly. One of these xylanases was purified to electrophoretical homogeneity by chromatography with DEAE-Sephadex A-50, Sephacryl S-200 HR and Superose 12 HR. The purified xylanase differed from most other microbial xylanases in that it had low-molecular weight and acidic isoelectric point. The molecular weight of the xylanase in that it had low-molecular weight and acidic isoelectric point. The molecular weight of the xylanase was 23 kDa by SDS-polyacrylamide electrophoresis and 24 kDa by gel permeation chromatography, and the isoelectric point was 4.3. The xylanase had the highest activity permentation chromatography, and the isoelectric point was 4.3. The xylanase had the highest activity permeation chromatography, and the isoelectric point was 4.3. The xylanase had the highest activity at pH 8.0 and 50 .deg.C. It was stable over a wide range of pH and retained more than 80% of its original activity after 24 h of incubation even at pH 12. The Km values of this enzyme on birchwood xylan and oat spelts xylan were 2.33 and 3.45 mg/ml, respectively. The complete inhibition of the enzyme of n-bromosuccinimide suggests the involvement of tryptophan in the active site. The sylanase lacked activity towards crystalline cellulose and carboxymethyl cellulose.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.735-738
• /
• 2009

촉매 생산에서 마지막으로 중요한 단계는 촉매성형이다. 여기서 압출성형은 촉매 성형방법 중 저렴하고 비교적 간단한 방법 중 하나이다. 여기서 중요한 것은 바인더의 선택과 입자 사이즈가 가장 중요한 요인이 된다. 촉매 압출성형에서 많이 쓰이는 바인더로 PVA(Polyvinyl Alcohol)와 MC(Methyl Cellulose), CMC(Carboxymethyl Cellulose)가 있다. CMC 바인더의 경우, 촉매의 접착력이 현저히 떨어져 촉매의 바인더로 사용하기 어려웠다. PVA, MC 바인더의 경우, 촉매의 접착력이 우수하고 압출성형이 잘 되었다. 그러나 PVA 바인더의 경우, 열중량 분석을 통해 재 소성과정에서 바인더가 완전히 제거되지 않아서 촉매의 물성 변화 및 활성에 좋지 않은 영향을 주었다. 그러나 MC의 경우에는 재소성과정에서 바인더가 완전히 제거되어 촉매의 물성변화에 영향을 주지 않았으며, 촉매의 활성 변화에도 영향을 주지 않았다. 그래서 메탄 수증기 개질 촉매의 압출 성형에 적합한 바인더로 MC가 적합하다고 판단된다. 그리고 압출용 반죽 제조를 위한 미분쇄된 촉매 입자의 사이즈에서 너무 작은 입자를 사용하게 되면 반죽은 잘 되나 촉매의 물성변화로 인해 촉매 활성이 저하되는 것을 알 수 있었다. 그래서 볼밀로 정밀하게 입자 사이즈를 $10{\mu}m$ 이하로 조절하면 촉매 활성에 영향이 거의 없는 압출성형 촉매를 제조할 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제8권6호
• /
• pp.568-574
• /
• 1998

Two types of chitosanases produced from Aspergillus fumigatus KH-94 were purified by ion exchange and gel permeation chromatography. Molecular weights of the enzymes are 22.5 kDa (chitosanase I) and 108 kDa (chitosanase II). pI, optimum pH, and temperature of chitosanase I are 7.3, 5.5, and 70-$80^{\circ}C$, respectively, and those of chitosanase II are 4.8, 4.5~5.5, and 50~$60^{\circ}C$, respectively. Activities of both chitosanases were increased by $Mn^{2+}$ but inhibited by $Cu^{2+}$ and $Hg^{2+}$ . Chitosanase I has endo-splitting activity that hydrolyzes chitopentaose, chitohexaose, and chitosan to chitobiose, chitotriose, and chitotetraose, whereas chitosanase II has exo-splitting activity that hydrolyzes chitobiose and chitosan to glucosamine. Chitosanase II was found to have transglycosylation activity also in the reaction of 2% more chitooligosaccharides as a substrate and at the initial reaction. The higher degree of deacetylation, the stronger activities of chitosanase Iand II toward chitosans. Both chitosanases could hydrolyze chitosan and glycol chitosan but not chitin, cellulose, and carboxymethyl cellulose. To produce higher degree of polymerization of chitooligosaccharides, chitosanase I was used and yielded 80% of recovery.