A thermostable tyrosine phenol-lyase gene of a thermophilic Symbiobacterium species was cloned and overexpressed in Escherichia coli in order to produce the biocatalyst for the synthesis of 3, 4-dihy-droxyphenyl-L-alanine (L-DOPA). The substrates used for the synthetic reaction were pyrocatechol, so-dium pyruvate, and ammonium chloride. The enzyme was stable up to $60^{\circ}C$, and the optimal temperature for the synthesis of L-DOPA was $37^{\circ}C$ . The optimal pH of the reaction was about 8.3. Enzyme activity was highly dependent on the amount of ammonium chloride and the optimal concentration was estimated to be 0.6 M. In the case of pyrocatechol, an inactivation of enzyme activity was observed at con-centrations higher than 0.1 M. Enzyme activity was increased by the presence of ethanol. Under op-timized conditions, L-DOPA production was carried out adding pyrocatechol and sodium pyruvate to the reaction solution intermittently to avoid substrate depletion during the reaction. The concentration of L-DOPA reached 29.8 g/l after 6 h, but the concentration didn t increase further because of the formation of byproducts by a non-enzymatic reaction between L-DOPA and pyruvate.
The mechanism of enzymatic hydrolysis of raw corn starch by the purified glucoamylase and a - amylase in an agitated bead reaction system was studied by investigating the changes of sugar profiles produced by each enzyme, the granular structure of raw corn starch, the amount of enzyme adsorption on residual starch, and the amylose content in residual raw starch. The sugar profiles produced by the action of exo-type glucoamylase or endo-type $\alpha$ -amylase in an agitated bead system were not recognizably differed with those produced in reaction system without bead. Without enzyme the intergenic microcrystalline structure of starch granule was not changed by the simple mechanical impact of solid media, but it was cleaved. However, starch granule was fragment into large number of small particles by the synergistic action of enzyme and attrition-milling media, identified to be the major saccharification enhancing mechanism along with the increased amount of enzyme adsorption. The amylose content decreased more readily in an agitated bead reaction system, especially by $\alpha$ -amylase.
Kim, Kang-Sung;Park, Eun-Ha;Choi, Yeon-Bae;Kim, Kyo-Chang;Lee, Sang-Hwa;Sohn, Heon-Soo
Korean Journal of Food Science and Technology
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v.26
no.5
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pp.484-489
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1994
Solubilization of plant ceil wall(tofu-residue) using enzyme complex obtained by Aspergillus niger CF-34 was attempted. The hydrolysis reaction was done at pH 4.0, $50^{\circ}C$, which were optimum pH and temperature of the enzyme, respectively. At the enzyme dosage of 2.5% (in terms of solid content of tofu-residue) and reaction time of 3 hr, the solubilizing percent of protein and carbohydrate were 62% and 50% respectively. Homogenization prior to enzyme reaction did not have much effect on tofu-residue solubilization. To improve solubility of tofu-residue, additional treatment such as alkali with 0.1% NaOH solution was found to be useful. The results showed that tofu-residue, which mainly consists of cell wall component of cellulose and hemicellulose, was not accessible to enzyme reaction and some prior treatment is required to enhance enzyme hydrolysis.
Triphenylmethane was decolorized rapidly by enterbacter cloacae MG 82 at initial reaction time. The spheroplast showed higher activity of triphenylmentane decolorization than that of intact cell suspension. The outer part of the bacterial cell envelope and the peptidoglycan are important for the function of transport barrier of triphenylmethane. In intact cell, decolorization activity was higher at 37$\circ $C than at $\circ $C, indicating that triphenylmethane decolorization is due to the enzyme reaction. Culture filtrate showed no decolorization activity, while cell-free extract appeared high activity of 1.45 units, clearly showing that decolorization activity was due to the cell-free extract. Comparing decolorization activities of cell fractions, it was found that decolorization activity was located at the compartment of cytoplasmic membrane. The enzyme activity was also shown to be Mg$^{++}$-dependent. The optimum pH and temperature of enzyme activity were 7.0 and 50$\circ $C, respectively. The thermostability of this enzyme at 35$\circ $C was kept to 58% for 3 hours.
Proceedings of the Korean Society for Applied Microbiology Conference
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1978.10a
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pp.207.2-207
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1978
Arthrobacter simplex (ATCC 6946) was cultured, induced and immobilized in acrylamide polymer. The characteristics of the immobilized whole-cell enayme were studied using hydrocortisone as the substrate. The enzyme activity was increased during the incubation of the gel particle in 0.5% peptone media. The ennzyme reaction kinetics of the Δ'-dehydrogenase (3-oxosteroid Δ'-oxydo reductase, E. C. 1.3.99.4) foliowed the Michaelis-Menten type. Km and Vm values were different significantly after immobilization of the cell. The optimum pH and temperature were changed, too. Nitrogen sources such as casitone, peptone or tryptone were good media for the enzyme reaction. And there was no need to add cofactors of the enzyme in the pre-sence of energy sources used in the test. The effect of metal ions on the enzyme activity was insignificant. Organic solvents were used increase the substrate concentration and there was no optimum solvent concentration depending on the substrate concentration.
Ile-269 in horse liver alcohol dehydrogenase isoenzyme S(HLADH-S) was mutated to serine by phosphorothioate-based site-directed mutagenesis in order to study the role of the residue in coenzyme binding. The specific activity of the mutant(1269S) enzyme to ethanol was increased 49-fold. All turnover numbers of 1269S enzyme toward 9 primary alcohols were increased. The mutant enzyme showed 3.6, 4.6, 11.6-fold higher catalytic efficiency for $5{\beta}$-androstane-3, 17-dione, $5{\beta}$-cholanic acid-3-one and retinal than wild-type, respectively. The reaction mechanism of 1269S enzyme was ordered bi bi as wild-type's. These results indicate that the hydrophobic interaction of Ile-269 residue with coenzyme plays an important role in dissociation of coenzyme from enzyme-coenzyme complex, which has been known as the rate limiting step of ADH reaction.
Molecular characteristics and improving methods for thermal stability of enzyme have been considered. Intrinsic and extrinsic stabilizing mechanisms are two governing principles for enhanced thermal stability of enzyme in molecular basis. Factors contributing to the former and the latter mechanisms may be involved in the enhanced thermal stability of enzyme complementarily. Also, the methods for improving thermal stability of enzyme which comprise reaction in organic solvent system, chemical modification, immobilization, sequential unfolding and refolding, gene manipulation techniques and enzyme-antibody complexing are reviewed.
GTP cyclohydrolase I catalyzing the first reaction in the biosynthesis of pterin moiety of folic acid in bacteria, was purified from Streptomyces tubercidicus by at least 203-fold with a yield of 32% to apparent homogeneity, using ammonium sulfate fractionation, DEAE-cellulose, Sepharose CL-6B, and hydroxylapatite column chromatography. The molecular weight of the native enzyme was estimated to be 230,000 daltons by gel permeation chromatography. The purified enzyme gave a single band on sodium dodesyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and its molecular weight was apparently 58,000 daltons. These results indicate that the enzyme consists of four subunits with the same molecular weight. The $K_m$ and $V_{max}$ values for GTP of the purified enzyme were determined to be 80${\mu}$M and 90nmol/min (mg protein), respectively. The optimum pH and temperature for the enzyme reaction were pH 7.5-8.5 and $40-42^{\circ}C$, respectively. Coenzyme or metal ion was not required for the enzyme activity. The enzyme activity was inhibited by most divalent cations, while it was slightly activated by potassium ion. In case of nucleotides, CTP, GMP, GDP, and UTP inhibited enzyme activity, among which GDP exhibited the strongest inhibitory effect.
Methanol assimilating yeast, Hansenula sp. MS-364 that has high productivity with methanol as carbon and energy source has been preserved at dept. of Microbiological engineering. Purification and properties of alcohol oxidase (E.C.1.1.3.13: oxygen oxidoreductase) were investigated in the methanol assimilating yeast, Hansenula sp. MS-364. Alcohol oxidase is related to the catalytic reaction that degrades alcohol to aldehyde and peroxide. The methanol oxidizing enzyme was purified by ammonium sulfate precipitation, DEAE-Sephadex A-50 chromatography and gel filtration on Sepharose 6B from cell-free extract. The purified enzyme preparation gave a single band in the sodium dodesyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). The molecular weight of the enzyme was calculated to be about 576,000 and molecular weight of subunit was also calculated to be 72,000. The optimal pH and temperature of the enzyme reaction were pH 7.5 and 37$\circ$C, respectively. The enzyme was unstable in acidic pH and higher temperature. The enzyme was not specific for methanol and also oxidized lower primary alcohols. The Km value for methanol was 2.5 mM and that for ethanol was 1.66 mM. The enzyme was heavily inhibited by metal ions such as Hg$^{2+}$, Ag$^{2+}$, Cu$^{2+}$. The high concentration of EDTA and sulfhydryl reagents strongly inhibited the enzyme activity. The component of coenzyme was determined to flavin adenine dinucleotide.
Ha, You-Mee;Jung, Young-Hee;Kwon, Dae-Young;Kim, Young-Soo;Kim, Chy-Kyung;Min, Kyung-Hee
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.10
no.1
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pp.35-42
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2000
Reaction characteristics of 4-methylcatechol 2,3-dioxygenase (4MC230) purified from Pseudomonas putida SU10 with a higher activity toward 4-methylcatechol than catechol or 3-cethylcatechol were studied by altering their physical and chemical properties. The enzyme exhibited a maximum activity at pH 7.5 and approximately 40% at pH 6.0 for 4-methylcatechol hydrolysis. The optimum temperature for the enzyme was around $35^{\circ}C$, since the enzyme was unstable at higher temperature. Acetone(10%) stabilized the 4MC230. The effects of solvent and other chemicals (inactivator or reactivator) for the reactivation of the 4MC230 were also investigated. Silver nitrate and hydrogen peroxid severely deactivated the enzyme and the deactivation by hydrogen peroxide severely deactivated the enzyme and the deactivation by hydrogen peroxide was mainly due to the oxidation of ferrous ion to ferric ion. Some solvents acted as an activator and protector for the enzyme from deactivation by hydrogen peroxide. Ascorbate, cysteine, or ferrous ion reactivated the deactivated enzyme by hydrogen peroxide. The addition of ferrous ion together with a reducing agent fully recovered the enzyme activity and increased its activity abut 2 times.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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