P. chrysosporium, SC 26 균주(菌株)를 이용하여 0.1% Tween 20, veratryl alcohol 및 benzyl alcohol 이 첨가된 배지(培地)에 접종(接種)한 후 진탕배양하여 ligninase역가를 조사한 결과는 다음과 같다. 배지(培地)에 Tween 20를 단독으로 처리했을 경우에는 ligninase 의 생성(生成)이 적었으나, 0.1% Tween 과 0.4 mM veratryl alcohol을 첨가했을 때 높았으며 , 최대 역가까지의 소요일수는 5일이었다. 또한 0.1% Tween 20 과 10 mM benzyl alcohol을 처리했을때 ligninase의 역가가 가장 높았으며, 최대 역가까지의 소요일수는 8일이였다.
P. chrysosporium BKM-F-1767 및 C. subvermispora FP90031-SP. 균사를 이용하여 ligninase와 laccase 활성제고를 위한 배앙방법을 검토한 결과는 다음과 같다. P. chrysosporium의 왕복진탕배양시 (150 rpm) 배양액량은 45-60 ml가 ligninase 활성제고에 적합하였으며 60 ml 배양은 최대활성 출현일이 빨리 나타났다. C. subvermispora의 정치배양시, 2% M.E.+0.1% Y.E.+0.1% T.W.20+1mMVA 처리에서 ligninase 활성이 가장 높았고 laccase의 활성은 2% M.E.+0.1% Y.E.+0.1% T.W.20+6 mMBA에서 최고 수준을 나타내었다.
리그닌 생분해의 분해경로 및 매카니즘에 관한 연구가 최근 Kirk와 Higuchi 등에 의하여 활발히 연구되고 있다. 특히, Phanerochaete chrysosporium이 생산해내는 Lignlnase를 이용하여 매우 가치있는 연구 결과를 얻고 있다. 본 총설에서는 Kirk와 Higuchi의 허가를 얻어서 그들의 논문을 중심으로 리그닌의 중요한 결합 양식 별로 즉, ${\beta}$-O-4, ${\beta}$-5, ${\beta}$-1, ${\beta}$-6, 5-5 등의 결합 모델 화합물들의 분해경로 및 매카니즘에 관하여 조사 정리하였다.
Jo, Woo-Sik;Park, Ha-Na;Cho, Doo-Hyun;Yoo, Young-Bok;Park, Seung-Chun
Mycobiology
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제39권2호
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pp.118-120
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2011
The ability of Ganoderma to produce extracellular enzymes, including ${\beta}$-glucosidase, cellulase, avicelase, pectinase, xylanase, protease, amylase, and ligninase was tested in chromogenic media. ${\beta}$-glucosidase showed the highest activity, among the eight tested enzymes. In particular, Ganoderma neo-japonicum showed significantly stronger activity for ${\beta}$-glucosidase than that of the other enzymes. Two Ganoderma lucidum isolates showed moderate activity for avicelase; however, Ganoderma neojaponicum showed the strongest activity. Moderate ligninase activity was only observed in Ganoderma neo-japonicum. In contrast, pectinase, amylase, protease, and cellulase were not present in Ganoderma. The results show that the degree of activity of the tested enzymes varied depending on the Ganoderma species tested.
The effects of biological pretreatment on the Japanese red pine Pinus densiflora, was evaluated after exposure to three white rot fungi Ceriporia lacerata, Stereum hirsutum, and Polyporus brumalis. Change in chemical composition, structural modification, and their susceptibility to enzymatic saccharification in the degraded wood were analyzed. Of the three white rot fungi tested, S. hirsutum selectively degraded the lignin of this sortwood rather than the holocellulose component. After eight weeks of pretreatment with S. hirsutum, total weight loss was 10.7%, while lignin loss was the highest at 14.52% among the tested samples. However, holocellulose loss was lower at 7.81 % compared to those of C. lacerata and P. brumalis. Extracelluar enzymes from S. hirsutum showed higher activity of ligninase and lower activity of cellulase than those from other white rot fungi. Thus, total weight loss and changes in chemical composition of the Japanese red pine was well correlated with the enzyme activities related with lignin- and cellulose degradation in these fungi. Based on the data obtained from analysis of physical characterization of degraded wood by X-ray Diffractometry (XRD) and pore size distribution, S. hirsutum was considered as an effective potential fungus for biological pretreatment. In particular, the increase of available pore size of over 120 nm in pretreated wood powder with S. hirsutum made enzymes accessible for further enzymatic saccharification. When Japanese red pine chips treated with S. hirsutum were enzymatically saccharified using commercial enzymes (Cellulclast 1.5 L and Novozyme 188), sugar yield was greatly increased (21.01 %) compared to non-pre treated control samples, indicating that white rot fungus S. hirsutum provides an effective process in increasing sugar yield from woody biomass.
This study characterizes the growth of white rot fungi Phanerochaete chrysosporium IFO 31249) and lignin peroxidase(LiP) activity in different submerged culture media. P. chrysosporium was grown in the form of pellet of various sizes from a spore inoculum under shaking liquid culture condition. While the growth of mycelia was higher under the nitrogen-sufficient culture than under the nitrogen-limited culture, ligninase activity was relatively lower. The lignin peroxidase appeared in nitrogen-limited culture and was suppressed by excess nitrogen. High level(40U/l) of lignin peroxidase activity was obtained in the growth medium containing 1.5mM veratryl alcohol, a secondary metabolite of P. chrysosporium. Lignin peroxidase production was not observed under conditions of nitrogen sufficiency or in balanced media, suggesting that control parameters could increase the activity by manipulating the secondary metabolism.
A lignin degradation bacteria, symbiotic bacteria was isolated from the gut of Sympetrum depressiusculum and tested for its lignin degrading activity using lignin model compounds and related aromatic compounds. The strain was identified as Serratia marcescens HY-5 based on the 165 rDNA, cellular fatty acid composition, biochemical and physiological characteristics. S. marcescens showed 40-50% lignin degrading activity in the media that contained vaillin, guaiacol and dealkaline lignin. S. marcescens showed three ligninase activities [Jaccase, lignin peroxidase(LiP) and Manganase peroxidase(MnP)]. Addition of dealkaline lignin to the basal media increased about 6fold of laccase activity. Vanillic acid or vanillin increase 1.3fold of MnP activity and p-coumaric acid increased 12fold of LiP activity which added to the basal medium.
One of the most economically viable processes for the bioconversion of many lignocellulosic waste is represented by white rot fungi. Phanerochaete chrysosporium is one of the important commercially cultivated fungi which exhibit varying abilities to utilize different lignocellulosic as growth substrate. Examination of the lignocellulolytic enzyme profiles of the two organisms Phanerochaete chrysosporium and Rhizopus stolonifer show this diversity to be reflected in qualitative variation in the major enzymatic determinants (ie cellulase, xylanase, ligninase and etc) required for substrate bioconversion. For example P. chrysosporium which is cultivated on highly lignified substrates such as wood (or) sawdust, produces two extracellular enzymes which have associated with lignin deploymerization. (Mn peroxidase and lignin peroxidase). Conversely Rhizopus stolonifer which prefers high cellulose and low lignin containg substrates produce a family of cellulolytic enzymes including at least cellobiohydrolases and ${\beta}-glucosidases$, but very low level of recognized lignin degrading enzymes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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