• 한국축산식품학회지
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• 제33권5호
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• pp.565-571
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• 2013

An enzyme ${\beta}$-galactosidase or ${\beta}$-galactohydrolase [EC3.2.1.23], commonly called lactase, mediates galacto-oligosaccharide (GOS) synthesis under conditions of high substrate concentrations. Also, lactase hydrolyzes ${\beta}$($1{\rightarrow}4$) lactose into glucose and galactose, the latter is successively transferred to free lactose to make various oligosaccharides via transgalactosylation. GOS is non-digestible to human digestive enzymes and has been used as a functional prebiotics. Among the 24 lactic acid bacteria (LAB) strains used, Lactobacillus paracasei YSM0308 was selected based on its exhibition of the highest ${\beta}$-galactoside hydrolysis activity, and the crude lactase was prepared for examination of reaction conditions to affect the GOS synthesis. Lactase activity was measured with a spectrophotometer using ONPG (o-nitropheyl ${\beta}$-D-galactopyranoside) method. Lactase activity was not detected in the culture supernatant and was mostly present in the cell pellet after centrifugation. Activity of the crude lactase preparation ranges from102 to 1,053 units/mL, with the highest activity determined for L. paracasei YSM0308. Optimal conditions for GOS synthesis are as follows: concentration of whey powder, pH, temperature, and time were 30%, pH 6.5-7.0, $30^{\circ}C$, and 4 h, respectively. The final GOS concentration was 19.41% (w/v) by the crude YSM0308 lactase, which was obtained from strain YSM0308 grown in the 10% (w/v) reconstituted whey-based medium.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.179-186
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• 1998

본 연구에서는 dextransucrase hyper-producing Leuconostoc mesenteroides B-512FMCM과 dextransucrase constitutive mutants인 B-742CB 및 B-1355C에서 얻은 dextransucrase 및 alternansucrase를 이용하여 maltose, lactose, gentiobios 및 raffinose의 수용체반응을 수행하였다. B-512FMCM의 경우 수용체로서 maltose와 gentiobiose는 설탕에 대한 농도비가 1/1이하일 때 수용체에 ${alpha}$l-6으로 D-glucose가 결합한 일련의 올리고당을 생성하였고, 9/1이상에서는 단 두 가지의 수용체산물로서 maltose의 경우에는 panose와 isomaltosyl maltose를, gentiobiose의 경우에는 6$^2$-${alpha}$-D-glucopyranosyl gentiobiose와 isomaltosyl gentiobiose만을 생성하였다. 그러나 lactose는 유일한 산물인 2$^1$-${alpha}$-D-glycopyranosyl lactose만을 생성하였다. 효소양의 변화에 대해서 maltose와 gentiobiose의 수용체반응에서 생성된 수용체산물(올리고당)의 수와 양은 효소양이 증가함에 따라 증가하였으나 lactose의 경우에는 효소양의 증가에 대해 수용체산물 양의 변화가 크지 않았다. B-742CB dextransucrase와 B-1355C alternansucrase를 사용하면 B-512FMCM dextransucrase에서는 단 한가지만의 수용체산물을 생산하였던 lactose와 raffinose를 수용체로 하여 여러 가지의 수용체산물(올리고당)을 생산하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권5호
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• pp.1075-1080
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• 2004

Dextransucrase (DSRB742) from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-742CB is a glucosyltransferase that catalyzes the synthesis of dextran using sucrose, or the synthesis of oligosaccharides when acceptor molecules, like maltose, are present. The DSRB742 gene (dsrB742) was cloned and the properties were characterized. In order to identify critical amino acid residues, the DSRB742 amino acid sequence was aligned with glucosyltransferase sequences, and three amino acid residues reported as sucrose binding amino acids in Streptococcus glucosyltransferases were selected for site-directed mutagenesis experiments. Asp-533, Asp-536, and His-643 were independently replaced with Ala or Asn. D533A and D536A dextransucrases showed reduced dextran synthesis activities, 2.3% and 40.8% of DSRB742 dextransucrase, respectively, and D533N, D536N, H643A, end H643N dextransucrases showed complete suppression of dextran synthesis activities altogether. Additionally, D536N dextransucrase showed complete suppression of oligosaccharide synthesis activities. However, modifications at Asp-533 or at His-643 retained acceptor reaction activities in the range of 8.4% to 21.3% of DSRB742 acceptor reaction activity. Thus at least two carboxyl groups of Asp-533 and Asp-536, and His-643 as a proton donor, are essential for the catalysis process.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제35권4호
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• pp.304-311
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• 2020

Galacto-oligosaccharides(GOS)는 프로바이오틱스 미생물의 성장을 증진시켜 인류 건강에 유익한 작용을 갖게 하는 프리바이오틱스이며 식품 산업에서 다양한 활용성을 갖는다. GOS는 보통 β-galactosidase에 의해 촉매 반응이 일어난 lactose로부터 생성된다. 한편, 세포 표면 발현은 살아있는 세포 표면의 펩타이드와 단백질을 세포의 기능성 성분에 융합시켜 발현시키는 것이다. 표층 발현 세포는 다양한 잠재적 이용가치를 갖는다. N 말단 부근에 위치하는 것으로 생각되는 Flo1p 응집 functional domain은 세포의 flocs로의 가역적인 응집을 유발하면서 α-mannan carbohydrates와 같은 세포벽 성분과 비공유결합을 한다. 한외여과한 유청을 농축, 분무건조한 유청막투과액(Whey Permeate, WP)을 이용하여 β-galactosidase 재조합 Pichia pastoris (P. pastoris) 로 표층 발현 처리 (surface engineering)하는 GOS의 합성법은 폐기물을 활용하는 새로운 효율적인 방법이라 할 수 있다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제21권5호
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• pp.735-739
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• 2014

Newcastle disease virus(NDV) 감염된 baby hamster kidney(BHK) 세포에서 syncytium(합포체) 형성은 세포막 표면으로의 수송된 바이러스 당단백질 hemagglutinin-neuramidase(HN)에 의해 일어난다. HAU 값은 추출물의 농도가 25과 3.2 ug/mL 사이에서는 현저하게 감소하였으나, NDV 감염된 HAD(%)는 25 ug/mL 농도에서 광범위한 흡착능의 감소를 나타내 바이러스 당단백질의 세포내 생합성은 저해되지 않았다. 그러므로, 약용식물인 마황 메탄올 추출물이 바이러스 당단백질의 세포막으로의 수송과 함께 합포체 형성을 저해하여 항바이러스 작용을 하였다. 또한 마황 추출물의 저해활성을 조사한 결과 ${\alpha}$-glucosidase에 대한 추출물의 $IC_{50}$은 $18{\mu}g/mL$이었으며, ${\beta}$-glucosidase, ${\alpha}$-mannosidase, ${\beta}$-mannosidase에 대한 마황 추출물의 $IC_{50}$은 각각 60, 40, $150{\mu}g/mL$로 나타나 ${\beta}$-type glycosidases 보다 ${\alpha}$-type glycosidase에 대한 효소활성 저해능이 우수하였다. 따라서 $IC_{50}$농도에서는 세포내에서 당단백질 생합성은 저해되지 않으며 당단백질의 수송을 저해하는 것으로 판단되었으며 향후 항바이러스 관련 작용기작의 연구가 필요하다고 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권1호
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• pp.92-103
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• 2021

Lactobacillus casei, one of the most widely used probiotics, has been reported to alleviate multiple diseases. However, the effects of this species on intestinal diseases are strain-specific. Here, we aimed to screen L. casei strains with inflammatory bowel disease (IBD)-alleviating effects based on in vitro physiological characteristics. Therefore, the physiological characteristics of 29 L. casei strains were determined, including gastrointestinal transit tolerance, oligosaccharide fermentation, HT-29 cell adhesion, generation time, exopolysaccharide production, acetic acid production, and conjugated linoleic acid synthesis. The effects of five candidate strains on mice with induced colitis were also evaluated. The results showed that among all tested L. casei strains, only Lactobacillus casei M2S01 effectively relieved colitis. This strain recovered body weight, restored disease activity index score, and promoted anti-inflammatory cytokine expression. Gut microbiota sequencing showed that L. casei M2S01 restored a healthy gut microbiome composition. The western blotting showed that the alleviating effects of L. casei M2S01 on IBD were related to the inhibition of the NF-κB pathway. A good gastrointestinal tolerance ability may be one of the prerequisites for the IBD-alleviating effects of L. casei. Our results verified the efficacy of L. casei in alleviating IBD and lay the foundation for the rapid screening of L. casei strain with IBD-alleviating effects.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권5호
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• pp.574-582
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• 1992

Bacillus stearothermophilus exo-xylanase 유전자 DNA가 삽입된 재조합 plasmid pMG1을 가지고 있는 E.coli JM109 exo-xylanase 생산 최적 배양 조건, 생산 효소의 정제 및 정제 효소의 특성 등을 조사 연구하였다. 상기 재조합 E.coli 균주는 0.5 fructose, 0.5 yeast extract, 1.0 tryptone 및 1.0 sodium chloride가 함유된 배지에서 약 10시간 배양했을 때 최대량의 효소를 생산하였으며 생산효소의 94는 세포내에 존재하는 것으로 분석되었다. 생산 효소는 ammonium sulfate 분획, ion exchange chromatography 및 gel filtration 등의 과정을 거쳐 단일 단백질로 정제하였으며 정제 효소는 pH 6.0과 $45^{\circ}C$에서 가장 높은 효소 활성을 나타내었다.또한 1mM $Ca^{2+}$과 $Co^{2+}$ 이온의 첨가는 각각 약 25% 정도의 활성화 효과를 나타내는 반면, 본 효소의 pNPX에 대한 $K_{m}$은 2.75mM, pl값을 4.7, 그리고 분자량은 gel-filtration 법으로는 약 200,000dal., SDS-polyacrylamide gel 전기영동법으로는 약 66,000dal 으로 측정되어 세 개의 동일한 subunit로 구성된 효소 단백질인 것으로 추정되었다. 본 정제 효소는 xylobiose, xylotrioxe 및 xylotetraose 등의 xylo-oligosaccharide를 효과적으로 분해함은 물론이고, 분해율은 낮으나 birchwood xylan, larchwood xylan 및 oatspelt xylan 등의 xyland에도 작용, xylose 생산을 확인함으로써 본 효소는 그 예가 극히 드문 bacterial exo-xylanase인 것으로 분류되었다.