• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권4호
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• pp.659-666
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• 2003

다양한 미생물들로부터 유래한 cellulase 중에서, 특히 장내 단백질 가수분해효소에 안정한 Clostridium thermocellum 균주 유래의 endoglucanase를 선별하였다. 그 후 그 유전자의 자체 프로모터에 의해 발현되는 재조합 Lactobacillus용 발현벡터를 구축하였고, 그 발현벡터를 pSD1이라 명명하였다. 이 발현벡터를 L. bulgaricus와 L. plantarum 균주에 각각 전기천공법을 이용하여 형질전환시키는데 성공하였으며 그 재조합 균주들로부터 endoglucanase 효소역가를 조사한 결과 각각 배지 상층액에서 0.12, 0.144 U/ml로 조사되었다. 한편 이들 균주들의 생균제로 갖추어야할 특성인 내산성, 내담즙성 및 항생제내성 여부를 조사한 결과, 이들 균주들은 모두 pH3과 같은 산성 조건하에서도 안정하였으며, 내담즙성에 있어서는 특히 L. plantarum 균주의 경우 0.3, 1% 의 oxgall에서도 안정하였다. 또한 항생제 내성을 조사한 결과 두 균주 모두 amikacin, gentamicin, kanamycin, colistin에 저항성이 높은 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권3호
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• pp.418-424
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• 2018

${\text\tiny{D}}-Allose$ is a potential medical sugar because it has anticancer, antihypertensive, antiinflammatory, antioxidative, and immunosuppressant activities. Allose production from fructose as a cheap substrate was performed by a one-pot reaction using Flavonifractor plautii ${\text\tiny{D}}-allulose$ 3-epimerase (FP-DAE) and Clostridium thermocellum ribose 5-phosphate isomerase (CT-RPI). The optimal reaction conditions for allose production were pH 7.5, $60^{\circ}C$, 0.1 g/l FP-DAE, 12 g/l CT-RPI, and 600 g/l fructose in the presence of 1 mM $Co^{2+}$. Under these optimized conditions, FP-DAE and CT-RPI produced 79 g/l allose for 2 h, with a conversion yield of 13%. This is the first biotransformation of fructose to allose by a two-enzyme system. The production of allose by a one-pot reaction using FP-DAE and CT-RPI was 1.3-fold higher than that by a two-step reaction using the two enzymes.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제6권6호
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• pp.414-419
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• 1996

The xylnX gene encoding a xylanase from Clostridium thermocellum ATCC27405 was cloned in the plasmid pJH27, an E. coli-Bacillus shuttle vector and the resultant recombinant plasmid, pJX18 was transformed into E. coli HB101. The overexpressed xylanase was found to be secreted into the periplasmic space of the recombinant E. coli cells. The crude enzyme was obtained by treating the E. coli cells with lysozyme, and purified by DEAE-Sepharose column chromatography. Molecular wieght of the xylanase was estimated to be 53 kDa by gel filtration. The pI value was determined to be pH 8.8. The N-terminal sequence of the enzyme protein was Asp-Asp-Asn-Asn-Ala-Asn-Leu-Val-Ser-Asn which was considered to be the sequence of that of the mature form protein. The Km value of the enzyme for oat spelt xylan was calculated to be 2.63 mg/ml and the Vmax value was $0.47 {\mu}mole/min$. The xylanase had a pH optimum for its activity at pH 5.4 and a temperature optimum at $60^{\circ}C$. The enzyme hydrolyzed xylan into xylooligosaccharides which were composed mainly of xylobiose (40%) and xyloltriose (12%) after 5 hour reaction. This result indicates that the xylanase from C. thermocellum ATCC27405 is an endo-acting enzyme.

• 미생물학회지
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• 제36권3호
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• pp.181-186
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• 2000

Clostridium thermocellum이 생성하는 섬유소분해 효소복합체인 cellulosome은 26개 의 서로 다른 단백질로 구성되어 있으며 그 구성물질로서 calcium을 포함하고 있다. 견고한 구조의 이 복합체에서 구성단백질을 분리하여 그 기능을 연구할 목적으로 이 복합체를 해체 (dissociation)하려 시도하였다. 이 복합체는 calcium을 제거하였을 대 해체되었다. 해체된 구성 단백질들은 MonoQ column chromatogrphy에 의해 구조단백질인 CipA를 포함한 분획, 91 kDa(CelK-tr), 60 kDa 과 57 kDa 단백질로 구성된 분획과 주로 46 kDa(CelA-tr), 또는 71 kDa(CelS-tr) 단백질을 포함하는 분획들로 크게 분리되었다. 대부분의 분획들은 crystalline cellulose 분해 활성을 보였다. 순수 분리된 71 kDa 단백질은 $60^{\circ}C$~$70^{\circ}C$에서 섬 유소 분해시 calcium에 의존적이었으나 46 kDa 단백질은 그렇지 않았다. 46 kDa 단백질은 cellodextrin을 celloviose 및 cellotriose 단위로 절단하며 cellotetraose 로부터 glucose가 생 성되는 것이 관찰되었다. Cellulosome의 섬유소분해 최성 산물이 cellobiose인 것을 고려할 때 개개 구성단백질의 활성이 이 효소 복합체내에서 조절되어 있음을 알 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제25권4호
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• pp.293-303
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• 1987

혐기성 Clostrium therrnocellurn의 배양액으로부터 hydroxyapatite column chromatography를 통하여 cellulase complex중의 $C_{1}$ enriched fraction을 분리하였다. 다은 호기성 미생물과 마찬가지로 분리된 $C_{x}$, fraction과 다른 $C_{x}$ 성분과의 synergism에 의해 볼용성 성유소의 분해가 현저히 촉진되였다. $C_{x}$ 성분과는 달리 $C_{1}$, fraction은 공기중에서 산화에 의해 잘 실활되었으나 환원제, 특히 $\beta$-mercaptoethanol에 의해 효소 환성이 강하게 증가되는 것으로 보아 $C_{1}$ component는 다량의 sulfhydryl grou을 가지고 있는 것으로 판단되었다. 이 fraction은 열에 매우 안정하였으며 최적 온도와 pH는 각각 $60^{\circ}C$와 6.0 이었다.

• 생명과학회지
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• 제17권9호통권89호
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• pp.1248-1254
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• 2007

Kluyveromyces marxianus 유래의 exoinulinase (INU1) 분비 서열과 GAL10 promoter를 이용하여 Clostridium thermocellum endoglucanase A gene (celA)의 과발현과 분비 성능 검증연구를 수행하였다. 자체 분비 서열을 가지는 pYEG- CT1 과 INU1 분비 서열을 가지는 pYInu-CT1, 두개의 plasmid는 S. cer-evisiae SEY2102와 S. cerevisiae 2805에 각각 형질전환시켜 ur-acil이 결핍된 배지에서 선별하였다. celA gene 자체 분비 서열보다 INU1 분비 서열을 사용했을 때 발현량과 분비효율은 각각 약 $18{\sim}22%$ 와 11% 향상되었다. 이 중 361 unit/l의 발현율과 89%의 plasmid 안정성, 그리고 70%의 분비효율을 보인 S. cerevisiae 2805/pYinu-CT1 효모 형질전환체를 cellolose를 효과적으로 분해하는 재조합 효모 생균체로 선별하였다. Galactose 배지내에서 S. cerevisiae 2805/ pYInu-CT1의 발효조 회분배양 결과, 총발현량과 분비효율은 각각 418 unit/l 와 73% 로 나타났다. 또한 분비된 endoglucanase A는 분자량 100kDa 이상에서 활성 밴드를 보여, N-linked 당쇄부가에 의해 상당한 비율의 당쇄가 부가됨을 추측할 수 있었다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제20권
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• pp.49-54
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• 2002

본 연구는 팽이버섯의 병재배용 폐배지를 이용하여 폐상퇴비를 제조하고 퇴비의 이화학성 및 미생물을 분석한 내용이다. 폐상퇴비의 유기물 함량은 43.29%, 유기물함량/질소비는 27.00, 전질소함량은 1.60%, 수분함량은 46.48%, 염농도는 0,64%, $P_2O_5$는 1.32%, $K_2O$ 1.18%로 나타났다. 퇴비내 존재하는 미생물의 수는 $1.6{\times}10^{10}$(cfu/g)으로 나타났으며, 이들 미생물을 동정한 결과 대부분이 Bacillus sp.으로 나타났고 주로 B. lentimobus, B. coagulans, B. brevis, Clostridium thermocellum, Escherichia coli 등이 존재하였고, 방선균류는 주로 Streptomyces thermovulgaris, S. thermofuscus 등 Streptomyce sp.가 주종이며, Micropolyspora faeni도 존재하였다. 곰팡이류는 Aspergillus sp. 나 Penicillum sp. 등이 존재하는 것으로 확인되었다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2001년도 Proceedings of 2001 International Symposium
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• pp.179-182
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• 2001

Two intracellular enzymes, cellobiose phosphorylase (CBP) and cellodextrin phosphorylase (CDP) are involved in the phosphorolytic pathway in cellulose degradation. Those enzymes are considered to be useful in syntheses of oligosaccharides because the reactions are reversible. CBP from Cellvibrio gilvus and CDP from Clostridium thermocellum YM-4 were cloned and over-expressed in Escharichia coli. Both the enzyme reactions showed ordered bi bi mechanism. Acceptor specificity of CBP in the reverse reaction was determined. Several $\beta$-l,4-glucosyl disaccharides were synthesized by using the reaction. A new substrate inhibition pattern, competitive substrate inhibition, was also found in the reverse reaction of CBP Cellobiose was produced from sucrose at a high yield by a combined action of three enzymes including CBP

• 생명과학회지
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• 제12권2호
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• pp.188-199
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• 2002

Xylanase를 생산하는 내열성 Bacillus pumilus TX703의 chromosomal DNA로부터 xylanase 유전자를 cloning하여 그 염기배열 순서를 결정한 다음 이로부터 유전자 발현에 관련된 구조를 분석하였다. Xylanase 유전자의 cloning을 위해 제한효소 HindIII로 절단한 B. pumilus TX703의 chromosomal DNA와 pUC19을 ligation시켜 E. coli DH5 $\alpha$에 형질전환시킨 후 형질전환체 중에서 xylanase 활성을 나타내는 재조합 plasmid pXES106을 분리하였다. 재조합 plasmid pXES106은 pUC19의 HindIII 부위 내에 2.24 kb의 외래 DNA가 삽입되었고, 이 plasmid DNA를 분리하여 E. coli DH5 $\alpha$에 재형질전환시킨 결과 vector 내에 xylanase 유전자가 cloning되었음을 확인하였다. Cloning된 유전자의 염기배열을 분석한 결과 이 유전자의 총 크기는 2,187 bp였고 이는 409개기 아미노산을 coding 하는 open reading frame 1,227 bp를 포함하고 있었다. 이 염기배열은 ATG개시 codon으로부터 각각 193과 216 base 상류에 TTTAAT의 -10 box와 TCGAAA인 -35 box로 추정되는 염기배열이 존재하였고 -10 box로부터 7 bp하류에 전사개시점인 A가 위치하고 있었다. 또한, 개시 codon으로부터 432 bp 상류에 공통염기배열과 14개의 염기 중 11개의 염기가 일치하는 TGATGGCGTCGGCA의 catabolite responsive element (CRE)가 존재하였다. B. pumilus TX703의 xylanase와 아미노산배열의 유사성이 가장 높은 xylanase는 Hordeum vulgare의 isozyme X-I이었고 본 xylanase는 208번째와 322번째에 glutamic acid 잔기를 가지고 있어 Clostridium thermocellum, Dictyoglomus thermophilum, Thermotoga neapolitana 등에서 밝혀진 바와 같이 glutamic acid 부위가 xylanase의 활성부위라 여겨진다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권6호
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• pp.482-493
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• 2005

Biomass is originally photosynthesized from inorgainic compounds such as $CO_2$, minerals, water and solar energy. Recent studies have shown that anaerobic bacteria have the ability to convert recalcitrant biomass such as cellullosic or chitinoic materials to useful compounds. The biomass containing agricultural waste, unutilized wood and other garbage is expected to utilize as feed, food and fuel by microbial degradation and other metabolic functions. In this study we isolated several anaerobic, cellulolytic and chitinolytic bacteria from rumen fluid, compost and soil to study their related enzymes and genes. The anaerobic and cellulolytic bacteria, Clostridium thermocellum, Clostridium stercorarium, and Clostridium josui, were isolated from compost and the chitinolytic Clostridium paraputrificum from beach soil and Ruminococcus albus was isolated from cow rumen. After isolation, novel cellulase and xylanase genes from these anaerobes were cloned and expressed in Escherichia coli. The properties of the cloned enzymes showed that some of them were the components of the enzyme (cellulase) complex, i.e., cellulosome, which is known to form complexes by binding cohesin domains on the cellulase integrating protein (Cip: or core protein) and dockerin domains on the enzymes. Several dockerin and cohesin polypeptides were independently produced by E. coli and their binding properties were specified with BIAcore by measuring surface plasmon resonance. Three pairs of cohesin-dockerin with differing binding specificities were selected. Two of their genes encoding their respective cohesin polypeptides were combined to one gene and expressed in E. coli as a chimeric core protein, on which two dockerin-dehydrogenase chimeras, the dockerin-formaldehyde dehydrogenase and the dockerin-NADH dehydrogenase are planning to bind for catalyzing $CO_2$ reduction to formic acid by feeding NADH. This reaction may represent a novel strategy for the reduction of the green house gases. Enzymes from the anaerobes were also expressed in tobacco and rice plants. The activity of a xylanase from C. stercorarium was detected in leaves, stems, and rice grain under the control of CaMV35S promoter. The digestibility of transgenic rice leaves in goat rumen was slightly accelerated. C. paraputrificum was found to solubilize shrimp shells and chitin to generate hydrogen gas. Hydrogen productivity (1.7 mol $H_2/mol$ glucos) of the organism was improved up to 1.8 times by additional expression of the own hydrogenase gene in C. paraputrficum using a modified vector of Clostridiu, perfringens. The hydrygen producing microflora from soil, garbage and dried pelletted garbage, known as refuse derived fuel(RDF), were also found to be effective in converting biomass waste to hydrogen gas.