• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권8호
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• pp.1064-1071
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• 2022

Arabinogalactans have diverse biological properties and can be used as pharmaceutical agents. Most arabinogalactans are composed of β-(1→3)-galactan, so it is particularly important to identify β-1,3-galactanases that can selectively degrade them. In this study, a novel exo-β-1,3-galactanase, named PoGal3, was screened from Penicillium oxalicum sp. 68, and hetero-expressed in P. pastoris GS115 as a soluble protein. PoGal3 belongs to glycoside hydrolase family 43 (GH43) and has a 1,356-bp gene length that encodes 451 amino acids residues. To study the enzymatic properties and substrate selectivity of PoGal3, β-1,3-galactan (AG-P-I) from larch wood arabinogalactan (LWAG) was prepared and characterized by HPLC and NMR. Using AG-P-I as substrate, purified PoGal3 exhibited an optimal pH of 5.0 and temperature of 40℃. We also discovered that Zn²⁺ had the strongest promoting effect on enzyme activity, increasing it by 28.6%. Substrate specificity suggests that PoGal3 functions as an exo-β-1,3-galactanase, with its greatest catalytic activity observed on AG-P-I. Hydrolytic products of AG-P-I are mainly composed of galactose and β-1,6-galactobiose. In addition, PoGal3 can catalyze hydrolysis of LWAG to produce galacto-oligomers. PoGal3 is the first enzyme identified as an exo-β-1,3-galactanase that can be used in building glycan blocks of crucial glycoconjugates to assess their biological functions.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권2호
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• pp.214-222
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• 2011

천년초에 존재하는 점질다당의 새로운 이용방안을 모색하기 위해 천년초로부터 다당을 분리하여 항전이 활성을 평가하고 구조 분석을 행하였다. B16BL6 종양세포를 이용한 폐암 전이모델에서 천년초 조다당 CNC-0는 농도 의존적으로 높은 항전이 활성을 나타냈다. 천년초 조다당 CNC-0는 DEAE-Sepharose FF 및 Sephadex G-75를 이용한 연속적 chromatography를 행하여 CNC-Ia으로 정제하고 이들의 구조적 특성을 검토하였다. CNC-Ia는 분자량 약 700 kDa의 다당체로 구성당 조성을 확인한 결과, arabinose, galactose 및 xylose를 높은 비율로 함유하고 있었으며 rhamnose와 fucose를 미량 함유하고 있었다. 본 당쇄의 결합양식을 규명하기 위해 methylation analysis를 행한 결과 CNC-Ia은 terminal Araf, 5-linked Araf, 4-linked Galp, terminal Xylp와를 포함한 총 18종의 결합으로 구성되어 있었으며 full branched Araf, 3,4,6-branched Galp 및 full branched Galp 와 같은 3종의 CNC-Ia 고유의 특징적 결합을 포함하고 있었다. 또한 CNC-Ia의 미세구조를 규명하기 위해 exo-${\alpha}$-Larabinofuranosidase와 endo-${\beta}$-1,4-D-galactanase를 이용한 연속 가수분해 및 해석도 행하였다. 이상의 결과로부터 천년초 유래 다당 CNC-Ia는 ${\beta}$-($1{\rightarrow}4$)-galactan 주쇄에 arabinose oligo당이 측쇄로 분지된 Type I arabinogalactan으로 판단되었으며 주쇄 및 측쇄 모두 고도로 분지된 특징이 있음을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.336-342
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• 2019

참당귀 유래 면역활성 다당의 활성과 구조의 상관관계를 규명하고자 조다당 AGE-0로부터 두 차례의 연속적인 컬럼 크로마토그래피를 실행하여 단일 정제 다당 AGE-2c-I을 얻었다. AGE-2c-I은 농도의존적으로 우수한 항보체 활성을 보여주었으며, 일반화학적 특성을 분석한 결과, 분자량 약 140 kDa의 고분자 다당으로 4종의 구성당과 13종의 당쇄 결합양식으로 구성되어 있음을 확인할 수 있었다. 이 다당은 ${\beta}$-glucosyl Yariv reagent와의 높은 반응성을 보임으로써 arabino-3,6-galactan의 구조를 가진 rhamnogalacturonan-I 구조임을 추정할 수 있었다. 한편, AGE-2c-I의 미세구조의 해명과 항보체 활성에 관여하는 다당 중의 활성부위 검토를 위해 ${\alpha}$-L-arabinofuranosidase와 endo-1,4-${\beta}$-galactanase를 이용한 연속적 가수분해를 행하고 얻은 단편획분들을 이용, 구성당 및 당쇄결합 양식 분석, ${\beta}$-glucosyl Yariv reagent와의 반응성 검토 및 항보체 활성 결과를 분석한 결과, 참당귀 유래 항보체활성 다당 AGE-2c-I은 rhamnogalacturonan-I과 유사한 구조를 소유하고 있음이 확인되었으며, AGE-2c-I의 측쇄 구조인 arabino-${\beta}$-3,6-galactan 사슬이 항보체 활성 발현에 주요 역할을 수행하며, 5-linked Araf와 3,5-branched Araf로 구성된 ${\alpha}$-arabinan 측쇄가 활성에 부분적으로 관여하고 있음을 최종 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양학회:학술대회논문집
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• 한국식품영양학회 2000년도 춘계학술심포지엄
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• pp.1-3
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• 2000

A kind of traditional herbal prescription, Sip-Jeon-Dae-Bo-Tang (TJ-48), has been reported to improve the general condition of cancer patients receiving chemotherapy and /or radiation therapy, and to accelerate hematopoietic recovery from bone marrow injury by mitomycin C. In the present studies, we found that hot-water extract from Atractylodes lancea DC. rhizomes contributed mainly to intestinal immune modulating activity of TJ-48 on Peyer's patch cells mediated-hematopoietic response. After the fractionation, ALR-5 II a-1-1, 5 II b-2-2 and 5 II c-3-1 were further purified from crude polysaccharide fraction. Chemical analyses of each fraction indicated that ALR-5 II a-1-1 mainly contained arabinogalactan fraction whereas ALR-5 II b-2-2 and 5 II c-3-1 mostly comprised pectic polysaccharide fractions as the active polysaccharide ingredients. In order to analyze the essential structure of the activity, ALR-5 II a-1-1 was treated by sequential enzymatic digestion using exo-${\alpha}$-L-arabinofuranosidase and exo-${\beta}$-D-(1\longrightarrow3)-galactanase. Based upon the results of chemical and MALDI-TOF-MS analyses and activity on the digested fractions, the galactosyl side chains consisting of 6-linked Galf and Galp over tetrasaccharide in ALR-5 II a-1-1 might be responsible for the potent intestinal immune modulating activity. To characterize moiety of ALR-5 II c-3-1 for the expression of activity, endo-${\alpha}$-D-(1\longrightarrow4)-polygal acturonase (GL-PGase) purified from dried leaves of Panax ginseng digested ALR-5 II c-3-1. The results of structural analyses and activity on the digested fractions showed that PG-2, which structurally resembles to rhamnogalacturonan II (RG II), and PG-3 (galacturono-oligosaccharides) contained potent intestinal immune modulating activity. Further purification of the other acidic fraction (ALR-5 II b-2-2) indicated that ALR-5 II b-2-2Bb showed that the most potent activity. ALR-5 II b-2-2Bb also contained the unusual component sugars characteristics in RG- II as well as PG-2 derived from ALR-5 II c-3-1, but it could not be digested with GL-PGase. The present studies of relationship between structures and intestinal immune modulating activity of the active polysaccharides purified from A. lancea DC. rhizomes suggested that neutral galactosyl chains consisting mainly of (1\longrightarrow6)-linked Galf and Galp, and RG- II -like moiety with unique component sugars, such as 2-Me-Xyl, 2-Me-Fuc, Api, AceA, Kdo and Dha should play an important role in the potent intestinal immune modulating action of A. lancea DC. rhizomes.