To investigate bacteria with algalytic activities against Anabaena cylindrica when water blooming occurs and to study enzyme profiles associated with alga-lytic activity, various bacterial strains were isolated from surface waters and sediments in eutrophic lakes or reservoirs in Korea. Among 178 isolates, only nine isolates exhibited lytic abilities against A cylindrica on the agar plates, and then the isolate AK-13 was selected as the strongest in lysing the cyanobacterium A. cytindrica. The strain AK-13 was characterized and identified as Sinorhizobium sp. based on fatty acid methyl ether profiles and 16S rDNA sequence. According to the results of the enzyme assays, in the strain An-13 of Sinorhizobium sp., alginase, amylase, proteinase (caseinase and gelatinase), carboxymethyl-cellulase (CMCase), laminarinase, and lipase was produced, namely CMCase, laminarinase and protease were highly active. None of glycosidase was produced. Therefore, enzyme systems of Sinorhizobium sp. AK-13 were very complex to degrade cell walls of A. cylindrica. The peptidoglycans of A. cylindrica mat be hydrolyzed and metabolized to a range of easily utilizable monosaccharides or other low molecular weight organic substances by Sinorhizobium sp. AK-13.
Singh, Surender;Thavamani, Palanisami;Megharaj, Mallavarapu;Naidu, Ravi
Journal of Animal Science and Technology
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제57권7호
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pp.23.1-23.6
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2015
Cellulose degrading bacteria from koala faeces were isolated using caboxymethylcellulose-Congo red agar, screened in vitro for different hydrolytic enzyme activities and phylogenetically characterized using molecular tools. Bacillus sp. and Pseudomonas sp. were the most prominent bacteria from koala faeces. The isolates demonstrated good xylanase, amylase, lipase, protease, tannase and lignin peroxidase activities apart from endoglucanase activity. Furthermore many isolates grew in the presence of phenanthrene, indicating their probable application for bioremediation. Potential isolates can be exploited further for industrial enzyme production or in bioremediation of contaminated sites.
Chun Chang Zoon;Park Heum Gi;Hur Sung Bum;Kim Young Tae
한국양식학회지
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제9권4호
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pp.453-459
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1996
Cellulase was purified from marine rotifer, Brachionus plicatilis, to homogeneity by using chromatographic methods. Purified enzyme is an endo-${\beta}$-1,4 glucanase and shows a strong hydrolytic activity against carboxymethyl (CM) -cellulose. The physicochemical parameters of enzyme activity were determined. The molecular weight of the purified protein was approximately 62 kDa as determined by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The enzymatic capability to digest cellulose of Chlorella cell wall was compared with that of other well known cellulases from Thermomonospora fusca. Experiments involving Chlorella digestion indicated that CM-cellulase from marine rotifer, Brachionus plicatilis, could digest Chlorella very efficiently while cellulase purified from Thermomonospora fusca did not. From the result here, we propose that the cellulolytic system from marine rotifer is responsible for the hydrolysis of cellulosic wall of Chlorella, probing that rotifer digests Chlorella as a major live food.
This aims to review natural products transformed by mimic intestinal metabolisms with microorganisms and hydrolytic enzymes, which exhibit enforced biological activity, higher extraction yield and identification of active components. In the process, transformation to the smaller active compounds with enzymes and microbes mimics the pharmacological action of natural products by intestinal bacteria. In order to establish conditions for the fermentation and enzyme reaction, it is required to choose several natural products for biotransformation and investigate the optimal conditions for the fermentation or the enzyme reaction such as composition, temperature, pH, inoculum, and cultivation time. It is expected an increase of the internal absorption of the active materials without regard to the intestinal microbes or its ability through biosynthesis of the active materials by the microbes and enzymes. And this techniques can be applied to biotransformation of natural products such as sesaminol, resveratrol, 1-deoxy nojirimycin, naringenin, quercetin, and baicalin and to the metabolism study using the animal model.
In simultaneous saccharification and fermentation (SSF) for production of cellulosic biofuels, engineered Saccharomyces cerevisiae capable of fermenting cellobiose has provided several benefits, such as lower enzyme costs and faster fermentation rate compared with wild-type S. cerevisiae fermenting glucose. In this study, the effects of an alternative intracellular cellobiose utilization pathway-a phosphorolytic pathway based on a mutant cellodextrin transporter (CDT-1 (F213L)) and cellobiose phosphorylase (SdCBP)-was investigated by comparing with a hydrolytic pathway based on the same transporter and an intracellular ${\beta}$-glucosidase (GH1-1) for their SSF performances under various conditions. Whereas the phosphorolytic and hydrolytic cellobiose-fermenting S. cerevisiae strains performed similarly under the anoxic SSF conditions, the hydrolytic S. cerevisiae performed slightly better than the phosphorolytic S. cerevisiae under the microaerobic SSF conditions. Nonetheless, the phosphorolytic S. cerevisiae expressing the mutant CDT-1 showed better ethanol production than the glucose-fermenting S. cerevisiae with an extracellular ${\beta}$-glucosidase, regardless of SSF conditions. These results clearly prove that introduction of the intracellular cellobiose metabolic pathway into yeast can be effective on cellulosic ethanol production in SSF. They also demonstrate that enhancement of cellobiose transport activity in engineered yeast is the most important factor affecting the efficiency of SSF of cellulose.
Park, Mi-Na;Go, Gang-Seuk;Kim, Chang-Hwan;Bae, Hui-Su;Sa, Tongmin;Choi, Joon-Ho
한국토양비료학회지
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제48권4호
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pp.262-270
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2015
The scientific information between microbial community and chemical properties of reclaimed tidal soil is not enough to understand the land reclamation process. This study was conducted to investigate the relation between chemical properties and microbial activities of soils from reclaimed tidal lands located at south-western coastal area (42 samples from Goheuong, Samsan, Bojun, Kunnae, Hwaong and Yeongsangang sites). Most of the reclaimed soils showed chemical characteristics as salinity soil based on EC. Only $Na^+$ in exchangeable cation was dependent on EC of reclaimed soil, whereas other cations such as $K^+$, $Ca^{2+}$, and $Mg^{2+}$ were independent on EC. The mesophilic bacteria decreased with an increase in EC of soil. Microbial population increased with soil organic content in the range of $0{\sim}10g\;kg^{-1}$ and dehydrogenase activity less than $100{\mu}g-TPF\;g^{-1}h^{-1}$. Microbial population of soils from reclaimed tidal lands was closely related to the microbial community containing hydrolytic enzyme activities of cellulase, amylase, protease, and lipase.
Organophosphorus acid anhydrolases(OPAA) catalyzing the hydrolysis of toxic organophosphates have been found in a variety of prokaryotic and eukaryotic organisms. Of the several kinds of OPAA that can degrade nerve agents, such as DFP, sarin and soman, a OPAA gene harbored in the chromosomal DNA of Alteromonas haloplanktis strain was subcloned in order to develope an enzymatic degradation method of toxic organophosphorus compounds. For this 1481 bp DNA fragment containing OPAA gene and its flanking regions has been synthesized through PCR using chromosomal DNA of A. haloplanktis strain. After subcloning and subsequent expression, crude OPA anhydrolase was prepared and assayed. It was shown that the OPAA had a very high hydrolytic activity on DFP. The specific activity of the enzyme was 1,110 $\mu$mole.$min^{p-1}.mg^{-1}$ protein. It seemed that OPAA with such a high hydrolytic activity may give a good prospects to its use, as a biodegradation tool, in detoxifying toxic organophosphorus compounds, such as pesticides and chemical stockpiles which are posing a potential threat to the field environment and human health.
This study aims to evaluate the hydrolytic activity of a commercial nitrilase and optimize nitrilase treatment conditions to apply eco-friendly finishing on acrylic fabrics. To assess the possibility of hydrolyzing nitrile bonds in acrylic fabric using a commercial nitrilase, the amounts of hydrolysis products, ammonia and carboxylate ions, were measured. The treatment conditions were optimized via the amount of ammonia. The formation of carboxylate ions on the fabric surface was detected by X-ray photoelectron spectroscopy and wettability measurements. After nitrilase treatment, ammonia was detected in the treatment liquid; thus, nitrilase hydrolyzed the nitrile bonds in acrylic woven fabric. The largest amount of ammonia was released into the treatment liquid under the following conditions: pH 8.0, $40^{\circ}C$, and a treatment time of 5 h. The formation of carboxylate ions on the acrylic woven fabric surface by nitrilase hydrolysis was proven by the increased O1s content measuring of XPS analysis. From comparison of the results of nitrilase and alkaline hydrolysis, the white index and strength of the alkali-hydrolyzed acrylic fabric decreased, whereas those of the nitrilase-hydrolyzed samples were maintained. The nitrilase hydrolysis improved the sensitivity of acrylic fabrics to basic dye similarly to alkaline hydrolysis without the drawbacks of yellowing and decreased strength caused by alkaline hydrolysis.
Cytosine deaminase (cytosine aminohydrolase, EC 3.5.4.1) stoichiometrically catalyzes the hydrolytic deamination of cytosine and 5-fluorocytosine to uracil and 5-fluorouracil, respectively. The intracellular cytosine deaminase from Chromobacterium violaceum YK 391 was purified to apparent homogeneity with 272.9-fold purification with an overall yield of $13.8\%$. The enzyme consisted of dimeric polypeptides of 63 kDa, and the total molecular mass was calculated to be approximately 126 kDa. Besides cytosine, the enzyme deaminated 5-fluorocytosine, cytidine, 6-azacytosine, and 5-methylcytosine, but not 5-azacytosine. Optimum pH and temperature for the enzyme reaction were 7.5 and $30^{\circ}C$, respectively. The enzyme was stable at pH 6.0 to 8.0, and at 30T for a week. About $70\%$ of the enzyme activity was retained at $60^{\circ}C$ for 5 min. The apparent $K_{m}$ values for cytosine, 5-fluorocytosine, and 5-methylcytosine were calculated to be 0.38 mM, 0.87 mM, and 2.32 mM, respectively. The enzyme activity was strongly inhibited by 1 mM $Hg^{2+},\;Zn^{2+},\;Cu^{2+},\;Pb^{2+},\;and\;Fe^{3+}$, and by o-phenanthroline, $\alpha,\;{\alpha}'$-dipyridyl, p-choromercuribenzoate, N-bromosuccinimide, and cWoramineT. In addition, the enzyme activity was strongly inhibited by I mM 2-thiouracil, and weakly inhibited by 2-thiocytosine, or 5-azacytosine. Finally, intracellular and extracellular cytosine deaminases from Chromobacterium violaceum YK 391 were found to have a different optimum temperature, apparent $K_{m}$ value, and molecular mass.
To enhance the efficacy of Abeliophyllum distichum leaves, extracts were prepared using different solvents for hydrolytic enzyme-treated Abeliophyllum distichum leaves. Physicochemical quality and antioxidant activity were measured. Soluble solids, reducing sugar, ascorbic acid, flavonoids, and polyphenols contents showed the lowest values in the control without enzyme treatment. However, they showed high contents in ethanol extract. In the case of enzyme treatment, their values were higher than those of the control. In particular, verbascoside content increased about 220 times more than that of the control group when treated with enzymes and extracted with 50% ethanol. pH was lowered upon enzymatic treatment. Regarding DPPH radical scavenging activity, for enzyme-free, 25% ethanol extract showed the highest activity among extracts with different solvents. For cellulase and pectinase-treated leaves, water extract showed the highest DPPH radical scavenging activity among extracts with different solvents. For leaves treated with enzyme combination, 50% ethanol extract showed the highest DPPH radical scavenging activity among extracts with different solvents. Regarding ABTS radical scavenging activity, it was generally higher in the 50% ethanol extract than in the water extract and 25% ethanol extract. In particular, verbascoside content was increased when the extract was prepared by co-treatment with enzymes and 50% ethanol.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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