• 제목/요약/키워드: Carboxymethylcellulase (CMCase)

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Hyper-CMCase-Producing Mutants of Bacillus sp. 79-23 Induced by Gamma- Radiation

  • Yoon, Ki-Hong;Shin, In-Kyung;Jung, Kyung-Hwa;Park, Seung-Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제9권4호
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    • pp.518-521
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    • 1999
  • Bacillus sp. 79-23 spores were irradiated with $^{60}Co$ gamma-rays at doses ranging from 0.5 to 5 kGy. Following gamma-irradiation, seven mutant strains were isolated by scoring the halo sizes formed around the colonies grown on LB agar plates containing 4% carboxymethylcellulose (CMC) and trypan blue. The mutant strains showed a 1.5 to 2-fold increase in carboxymethylcellulase (CMCase) activity over the parent strain. Wheat bran acted as an effective inducer for CMCase production in the parent and mutant strains. Mutant strains 68 and 70 were identified as exhibiting higher CMCase activities than those of other mutants in LB media both with and without 3% wheat bran. In addition, these strains seem to produce substantially lower amounts of capsular materials, whereas the parent strain produced large amounts of them in both liquid and solid LB media. In flask cultures, the CMCase production by mutants 68 and 70 reached maximum levels of 17.5 unit/ml and 15.7 unit/ml, respectively, in an LB medium containing 3% wheat bran.

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Optimization of Cellulase Production in Batch Fermentation by Trichoderma reesei

  • Yu, Xiao-Bin;Nam, Joo-Heon;Yun, Hyun-Shik;Koo, Yoon-Mo
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제3권1호
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    • pp.44-47
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    • 1998
  • Maximum cellulase production was sought by comparing the activities of the cellulases produced by different Trichoderma reesei strains and Aspergillus niger. Trichoderma reesei Rut-C30 showed higher cellulase activity than other Trichoderma reesei stains and Aspergillus niger that was isolated from soil. By optimizing the cultivation conditions during shake flask culture, higher cellulase production could be achieved. The FP(filter paper) activity of 3.7U/ml and CMCase (Carboxymethylcellulase) activity of 60U/ml were obtained from shake flask culture. When it was grown in 2.5L fermentor, where pH and DO levels are controlled, the enzyme activities were 133.35U/ml (CMCase) and 11.67U/ml(FP), respectively. Ammonium sulfate precipitation method was used to recover enzymes from fermentation broth. The dried cellulase powder showed 3074.9U/g of CMCase activity and 166.7U/g of FP activity with 83.5% CMCase recovery.

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통계학적 방법을 사용한 해양미생물 Bacillus velezensis A-68균주의 섬유소 분해효소 생산 조건 최적화 (Rapid Statistical Optimization of Cultural Conditions for Mass Production of Carboxymethylcellulase by a Newly Isolated Marine Bacterium, Bacillus velezensis A-68 from Rice Hulls)

  • 김보경;김혜진;이진우
    • 생명과학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.757-769
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    • 2013
  • 섬유소 분해효소(carbxymethylcellulase)를 생산하는 미생물을 해수에서 분리하여 16S rDNA 및 gyrase 유전자의 염기서열을 분석하여 동정한 결과, Bcaillus velezensis로 확인되었으며 B. velezensis A-68로 명명하였다. 이 균주가 생산하는 섬유소 분해효소의 생산 조건을 최적화하기 위하여 통계학적 방법인 response surface method (RSM)를 사용하였다. 이 균주의 생육에 최적인 왕겨, 효모 추출물 및 배지의 초기 pH는 60.2 g/l, 7.38 g/l 및 7.18이었으나, 섬유소 분해효소 생산에 최적인 왕겨, 효모 추출물 및 배지의 초기 pH는 50.0 g/l, 5.99 g/l 및 7.30이었다. 통계학적인 분석 결과, 균주의 생육 및 균주의 섬유소 분해효소 생산에 가장 큰 영향을 미치는 것은 효모 추출물이었다. 이 균주의 생육과 섬유소 분해 효소의 생산에 최적인 $K_2HPO_4$, NaCl, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$$(NH_4)_2SO_4$의 농도는 각각 7.50, 1.00, 0.10, and 0.80 g/l이었다. 이 균주의 생육 및 섬유소 분해효소 생산에 최적인 온도는 각각 $30^{\circ}C$$35^{\circ}C$로 생육에 최적인 조건과 섬유소 분해효소 생산에 최적인 조건이 다름을 알 수 있었다. 이 균주가 생산하는 섬유소 분해효소의 생산성은 83.8 m/l이며, 이는 최적화하기 전의 생산성에 비하여 3.3배 증가한 것이다. 이 연구를 통하여 농업 부산물인 왕겨를 섬유소 분해효소 생산을 위한 기질로 개발하였으며, 해수에서 분리한 미생물을 사용함으로써 섬유소 분해효소의 생산기간을 3일로 단축할 수 있었다.

감귤류 변패의 원인균인 Penicillium sp.-L4가 생성하는 식물세포벽 분해효소의 작용양상

  • 김무성;최영길
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.115-120
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    • 1997
  • Penicillium sp.-L4, a causative fungus of rot in citrus fruits, was isolated and its mode of hydrolytic enzyme production was investigated. Carboxymethylcellulase (CMCase), polygalacturonase(PGase), extra- & intra-cellular $\beta$-glucosidase and cellobiase were produced drastically by addition of substrates in minimal media. Production of the hydrolytic enzymes were induced efficiently by cellobiose and cellooligosaccharides which were the products of cellulose hydrolysis, but repressed by addition of mono-saccharide such as glucose, raffinose, galacturonic acid. The relative activity of p-nitrophenyl-$\beta$-D-glucopyranoside(PNPG) hydrolysis was higher than that of cellobiose hydrolysis in extracellular enzymes, and reverse is true in intracellular enzymes. Intact enzyme production of P. sp.-L4 on lemon peel lesion was sequential. $\beta$-Glucosidase and CMCase were produced first and followed by PGase. The enzyme productivities and pH in lesions were coincident with optimal pH of each enzyme activities.

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Molecular Cloning and Characterization of CM Case gene (celC) from Salmonella typhimurium UR

  • Yoo, Ju-Soon;Jung, Youn-Ju;Chung, Soo-Yeol;Lee, Young-Choon;Choi, Yong-Lark
    • Journal of Microbiology
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    • 제42권3호
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    • pp.205-210
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    • 2004
  • The sequence coding for carboxymethylcellulase (CMCase, CelC) was isolated from the DNA of Salmonella typhimurium URl. Comparison between the deduced amino acid sequence of CelC (368 amino acid residues, Molecular mass 41 kDa) and that of the previously published CMCase revealed that this enzyme belongs to the cellulase family 8 and D. The protein was overproduced in Escherichia coli using T7 expression system, and its activity was confirmed by CMC-SDS-PAGE. When the overexpressed CelC protein was tested on cellulose-type substrates, the recombinant protein is able to degrade cellulose-type substrates, such as CM-cellulose, xylan, avicel, lichenan, and laminarin. Optimal temperature and pH for enzyme activity were found to be 50$^{\circ}C$ and pH 6.5, respectively.

섬유질 문화재로부터 분리된 Aspergillus clavatus의 섬유소분해호소에 관한 연구 (Studies on the cellulase properties of Aspergillus clavatus from the Cellulose-Cultural Properties)

  • 정희진;한성희;안희균;민경희
    • 한국균학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.29-37
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    • 1987
  • 창덕궁의 유물고에 소장되어 있는 섬유질 문화재로부터 섬유소 분해균을 분리하기 위하여 두 단계의 선별을 거쳐서 섬유소 분해능이 강력한 Cellulolytic fungus를 분리하였다. 이 균주는 형태학적인 분류기준을 통하여 Aspergillus clavatus로 동정되었다. 이 균주에서 CMC 액체배지에서의 CMCase, avicelase와 salicinase의 생성은 $30^{\circ}C$의 shaking culture 조건에서 5 일에 가장 높았으며, 그 이후는 점차 감소하였다. crude extracellularenzyme 을 $70%(NH_4)_2SO_4$ 포화용액에서 침전시켜 20mM acetate buffer(pH 6.0)로 dialysis시킨후 효소에 대한 여러가지 성질을 비교하였다. CMCase와 avicelase의 최적 pH는 모두 pH6.0으로 중성에 가까왔으며 두 효소의 최적온도는 모두 $50^{\circ}C$이었다. 효소의 열에 대한 안정도에서는 CMCase, avicelase 모두 $30-50^{\circ}C$에서 안정성을 유지하였고 또한 효소의 활성에 미치는 기질농도의 영향을 보먼 CMCase는 1.5%에서 avicelase는 2.2%에서 최고의 활성을 나타냈다. 금속이온의 영향을 살펴본 결과 $Mg^{++}$$Ca^{++}$는 5mM에서 효소의 활성이 최고에 달하였으며 $Cu^{++}$$Zn^{++}$에서는 농도가 증가할수록 효소의 활성이 저해되었다. 또한 이 균주의 섬유소 분해효소는 2-mercaptoethanol, $I_2$, $NaN_3$ 등의 저해제에 의하여 활성이 크게 저해되었다.

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Aspergillus nidulans FGSC 159의 carboxymethylcellulases의 분리 순화 및 그 성질에 관한 연구 (Purification and Properties of Carboxymethylcellulases from Aspergillus nidulans FGSC 159)

  • 맹필재;홍순우;하영칠
    • 미생물학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.133-147
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    • 1980
  • Washed mycelia of Aspergillus nidulans FGSC159 were incubated in CMC minimal liquid medium and the culture filtrate which contained induced extracellular cellulase was fractionated by a three-step procedure including chromatography on Bio-Gel P-150, chromatography on DEAE-Sephadex A-50 and chromatography on Sephadex G-100. Three CMCase components ; F-I-Ia, F-I-Ib and F-II-Ia were prepared. No enzyme activity toward avicel could be detected in these components. Similarly, there was no ${\beta}-glucosidase$ activity. pH-optima of the three components were all 5.0 in acetate buffer. Temperature-optima for the activities of F-I-Ia, F-Ib and F-II-Ia were $45^{\circ}C,\;40^{\circ}C\;and\;50^{\circ}C$, respectively. F-II-Ia was shown to be more thermostable than the other two components. F-II-Ia was proved to have quite a different substrate specificity and action property and action property from those of F-I-Ia and F-I-Ib by product analysis on liquid chromatography.

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양파 부패병변에서 분리한 세균의 특성 (Characterization of Bacteria Isolated from Rotted Onions (Allium cepa))

  • 이찬중;임시규;김병천;박완
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.248-254
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    • 2005
  • 경남 창녕, 의령, 함양지역의 양파 주산지에서 수집한 부패 양파로부터 분리한 세균 139 균주의 약 $18\%$가 CMCase 활성을, $53\%$가 PGase 활성을 가지고 있었다. 이들 분리균중 PGase를 생성하는 균주를 중심으로 선별한 45 균주 중에서 31 균주가 양파 부패 활성을 나타냈고, FAMEs분석에 의해 Pseudomonas속 18주, Bacillus속 11주, Yersinia속 7주 및 기타 9주로 분류되었다. 이 dendrogram상에서 Pseudomonas는 부패 활성 유무에 따라 clustering이 가능하였다. Bacillus속은 CMCase와 PGase활성이 높았으나 부패 활성은 약했으며, Pseudomonas속은 Bacillus속에 비해PGase의 활성이 훨씬 약했으나 양파 전체 조직을 연화시켜 물렁하게 만드는 강력한 부패 활성을 나타내었으며 $10^{2}$ cfu 정도만 접종하여도 부패증상을 일으켰다. 병원성이 강한 Pseudomonas는 P. gladioli로 동정되었는데 양파부패균으로서 국내에서 분리 동정은 첫 보고로 생각된다. P. gladioli는 B. subtilis에 비해 낮은 온도에서 균의 생육과 PGase활성이 양호하였다. 또 B. subtilis PGase의 활성 최적 pH가 9.0인데 비해 P. gladioli는 양파의 산도인 pH $5.0\∼6.0$에서 최대 활성을 나타내었다. 이러한 결과를 종합하면 Pseudomonas속 세균이 저온 저장 중의 양파의 주요 부패 원인균의 하나라 추정된다.

식물유래 생리활성물질의 병원성 미생물 및 반추위 미생물 활성에 대한 영향 (Effects of Plant-origin Biological Active Materials on the Activities of Pathogenic Microbes and Rumen Microbes)

  • 옥지운;이상민;임정화;이신자;문여황;이성실
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권5호
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    • pp.709-718
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    • 2006
  • 식물유래 생리활성물질인 garlic, scallion, fla- vonoid, urushiol 및 anthocyanidin과 기존의 항균 제품인 Bio-MOS?瑛? 병원성 미생물과 반추위 미생물에 대한 효과를 조사하기 위하여 병원성 균인 Escherichia coli O157, Salmonella paratyphi, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus에 항균활성과 in vitro 반추위 미생물 성장률, 가스 생성량, 암모니아 농도, CMCase 활성 및 미생물 수를 측정하였다. 생리활성물질 0.10% 첨가 후, 배양시험에서는 flavonoid, scallion 및 Bio-MOS?怜? 병원성 미생물의 성장을 억제하였으나, paper disc법에 의한 항균활성 시험에서는 flavonoid나 scallion을 5.00%이상 처리 시 clear zone이 뚜렷하였으며, scallion이 가장 강력한 항균활성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 생리활성물질의 in vitro 반추위 미생물 발효에 대한 영향은 크지 않았는데, 병원균에 활성을 나타내었던 flavonoid는 1.00% 처리 시 CMCase의 활성이 완전히 없어져 반추위 미생물에 대한 억제효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 scallion은 병원균에는 강한 항균활성을 가지면서 반추위 미생물 발효에는 저해작용을 나타내지 않아 반추 가축의 대체 천연항균제로서 개발 가능성을 나타내었다.