• 생명과학회지
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• 제17권3호통권83호
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• pp.407-411
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• 2007

효소생산을 최적화하기 위해서 Paenibacillus sp. DG-22에서의 ${\beta}-xylosidase$ 생합성 조절을 연구하였다. Paenibacillus sp. DG-22의 ${\beta}-xylosidase$는 배양액에 존재하는 탄소원에 의해 조절되는 것으로 관찰되었다. ${\beta}-Xylosidase$의 합성은 xylan과 methyl ${\beta}-D-xylopyranoside$ (${\beta}MeXyl$)에 의해 유도되었으나 쉽게 대사되는 단당류에 의해서는 약간 억제되었다. ${\beta}MeXyl$가 ${\beta}-xylosidase$의 유도를 위한 최적의 기질임을 확인하였고 가장 효과적인 유도는 10 mg/ml의 농도에서 얻어졌다. ${\beta}-Xylosidase$의 생산은 세포의 생장과 연관된 양상을 나타내었으며, 대수기 말에 최대양이 형성되었다. Glucose와 xylose가 존재하면 ${\beta}-xylosidase$의 활성 수준이 감소하는 것으로 보아 이 효소의 생합성은 catabolite repression을 받는것으로 보인다. SDS-PAGE와 활성염색 기술을 이용하여 ${\beta}Mexyl$가 이 효소의 생합성을 유도하며 약 80 kDa 크기의 하나의 ${\beta}-xylosidase$가 존재함을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.22-28
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• 2004

경주지역에 있는 목재 저장소의 토양으로부터 내별성 xylanase를 생산하는 호열성 세균인 DG-22 균주가 분리되었다. 형태적, 생화학적, 계통학적 연구에 근거하여 이 분리균은 Paenibacillus 속하는 종으로 판명되었다. 이 균주에서 xylanase의 생산은 성장배지에 xylan을 첨가함으로서 유도되었고 glucose또는 xylose에 의해서 억제되었다. Cellulase 활성은 탐지되지 많았다. 효소 활성을 위한 최적온도와 pH는 각각 $80^{\circ}C$와 5.0-5.5이었다. 이 조효소는 $60^{\circ}C$매서 안정하였고 $70^{\circ}C$에서는 2시간 추에도 60%의 활성을 유지하였다. 배양상등액의 zymogram 분석을 통해 22 kDa과 30 kDa 크기의 xylanase활성 band를 확인하였다

• 생명과학회지
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• 제13권5호
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• pp.618-625
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• 2003

목재 저장소의 토양에서 분리된 호열성 세균인 Paenibacillus sp. DG-22로부터 xylanase를 생산하기 위한 배양조건을 최적화시키기 위해 연구를 수행하였다. Xylanase생산은 세포의 생장과 연관된 양상을 나타내었다. Xylanase 활성은 배양상청액에서만 발견된 반면 $\beta-xylosidase$활성은 주로 세포와 결합되어 있었다. Xylanase활성의 형성은 자일란에 의해 유도되었고 포도당과 자일로스에 의해서 억제되었다. 여러 상업적 자일란을 이용하여 xylanase의 생산양상을 조사한 결과 0.1-0.5%의 birchwood xylan에서 가장 높은 생산율을 나타내었다. 조사된 여러 질소 원들 중 효모추출물이 xylanase생산을 위하여 최적이었다. xylanase의 활성은 $Co^{2+},\; Cu^{2+},\; Fe^{3+},\; Hg^{2+}\;$ 와$\; Mn^{2+}$ 이온들에 의하여 억제된 반면 $Ca^{2+},\; Mg^{2+},\; Ni^{2+},\; Zn^{2+}$ 이온들과 DTT에 의해서는 촉진되었다. 수은은 5 mM의 농도에서 xylanase 활성을 완전히 파괴하였다. 자일란 가수분해의 주된 산물은 자일로바이오스, 자일로트라이오스 그리고 자일로 올리고당이었고 이것은 이 효소가 endoxylanase라는 것을 나타낸다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권2호
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• pp.236-244
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• 2014

The gene encoding ${\alpha}-\small{L}$-arabinofuranosidase (AFase) from Paenibacillus sp. DG-22 was cloned, sequenced, and expressed in Escherichia coli. The AFase gene (abfA) comprises a 1,509 bp open reading frame encoding 502 amino acids with a molecular mass of 56,520 daltons. The deduced amino acid sequence of the gene shows that AbfA is an enzyme consisting of only a catalytic domain, and that the enzyme has significant similarity to AFases classified into the family 51 of the glycosyl hydrolases. abfA was subcloned into the pQE60 expression vector to fuse it with a six-histidine tag and the recombinant AFase (rAbfA) was purified to homogeneity. The specific activity of the recombinant enzyme was 96.7 U/mg protein. Determination of the apparent molecular mass by gel-filtration chromatography indicated that AbfA has a tetrameric structure. The optimal pH and temperature of the enzyme were 6.0 and $60^{\circ}C$, respectively. The enzyme activity was completely inhibited by 1 mM $HgCl_2$. rAbfA was active only towards p-nitrophephenyl ${\alpha}-\small{L}$-arabinofuranoside and exhibited $K_m$ and $V_{max}$ values of 3.5 mM and 306.1 U/mg, respectively. rAbfA showed a synergistic effect in combination with endoxylanase on the degradation of oat spelt xylan and wheat arabinoxylan.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2003년도 제40회 국제학술심포지움
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• pp.78-78
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• 2003

• 생명과학회지
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• 제17권9호통권89호
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• pp.1197-1203
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• 2007

세균인 Paenibacillus sp. DG-22의 유전체 DNA library가 제조되었으며, ${\beta}-xylosidase-$양성 클론이 형광기질인 $4-methylumbelliferyl-{\beta}-D-xylopyranoside$ $({\beta}MUX)$를 사용하여 확인되었다. 이 클론으로부터 재조합 플라스미드가 분리되었고 삽입된 4.3-kb 크기 DNA의 염기서열이 결정되었다. ${beta}-xylosidase$ 유전자는 분자량이 78.710 dal-ton이고 pI가 5.0인 701개의 아미노산을 암호화하는 2,106 염기쌍의 열린해독틀(ORF)로 구성되어있었다. xylA 유전자산물의 추론된 아미노산 서열은 과(family) 52에 속하는 클리코실 가수분해효소로 분류된 ${beta}-xylosidase$들과 상당한 유사성을 가지고 있었다. 이 xylA 유전자에 6개의 히스티딘-꼬리표를 붙이기 위해 pQE60 발현벡터에 다시 클로닝하였다. 재조합 ${beta}-xylosidase$ $(XylA-H_6)$가 열처리와 고정화금속친화성 크로마토그래피(IMAC)에 의해 순수하게 정제되었다. $XylA-H_6$ 효소의 최적 pH와 온도는 각각 pH 5.5-6.0과 $60^{\circ}C$이었다.

• 생명과학회지
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• 제17권10호
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• pp.1341-1346
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• 2007

Paenibacillus sp. DG-22로부터 세포내 효소인 ${\beta}-xylosidase$가 이온교환, 소수성 상호작용, 겔여과 크래마토그래피에 의해 순수하게 정제되었다. 이 효소의 분자량은 겔여과에 의해서는 156,000으로, SDS-PACE에 의해서는 80,000으로 측정되었는데 이것은 이 효소가 동일한 두 소단위로 구성되어 있음을 나타낸다. 정제된 효소는 $65^{\circ}C$와 pH 5.5에서 최대 활성을 나타내었다. 이 효소는 $60^{\circ}C$에서 60분까지 초기 활성의 80%를 유지하였고 $65^{\circ}C$에서 25분의 반감기를 가지고 있었다. 이 효소는 기질로서 pNPX에 매우 특이적이었고 다른 p-nitrophenyl 글리코시드들과 자일란에는 활성을 나타내지 않았다. pNPX에 대한 $K_m$과 $V_{max}$는 각각 0.53 mM과 3.18 U/mg단백질이었다. 이 ${\beta}-xylosidase$는 $Ag^+,\;Fe^{2+},\;Hg^{2+}$ 및 $Zn^{2+}$에 의해 강하게 억제되었으며 DTT에 의해서 약간 활성화되었다. 자일로바이오스, 자일로트라이오스 및 자일로데트라오스로부터의 가수분해 산물은 자일로오스이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권5호
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• pp.1014-1021
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• 2004

Two thermostable xylanases, designated XynA and XynB, were purified to homogeneity from the culture supernatant of Paenibacillus sp. DG-22 by ion-exchange and gel-filtration chromatography. The molecular masses of xylanases A and B were 20 and 30 kDa, respectively, as determined by SDS-PAGE, and their isoelectric points were 9.1 and 8.9, respectively. Both enzymes had similar pH and temperature optima (pH 5.0-6.5 and $70^{\circ}C$), but their stability at various temperatures differed. Xylanase B was comparatively more stable than xylanase A at higher temperatures. Xylanases A and B differed in their $K_m$ and $V_{max}$ values. XynA had a $K_m$ of 2.0 mg/ml and a $V_{max}$ of 2,553 U/mg, whereas XynB had a K_m$ of 1.2 mg/ml and a $V_{max}$, of 754 U/mg. Both enzymes were endo-acting, as revealed by their hydrolysis product profiles on birchwood xylan, but showed different modes of action. Xylotriose was the major product of XynA activity, whereas XynB produced mainly xylobiose. These enzymes utilized small oligosaccharides such as xylotriose and xylotetraose as substrates, but did not hydrolyzed xylobiose. The amino terminal sequences of XynA and XynB were determined. Xylanase A showed high similarity with low molecular mass xylanases of family 11.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.29-36
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• 2007

The xynA gene encoding the xylanase A of Paenibacillus sp. DG-22 was isolated with a DNA probe obtained by PCR amplification, using degenerated primers deduced from the amino acid residues of the known N-terminal region of the purified enzyme and the conserved region in the family 11 xylanases. The positive clones were screened on the LB agar plates supplemented with xylan, by the Congo-red staining method. The xynA gene consists of a 630-bp open reading frame encoding a protein of 210 amino acids, and the XynA preprotein contains a 28-residues signal peptide whose cleavage yields a l82-residues mature protein of a calculated molecular weight of 20,000Da and pI value of 8.77. The cloned DNA fragment also has another ORF of 873 nucleotides that showed 76% identity to the putative transcriptional activator of Bacillus halodurans C-125. Most of the xylanase activity was found in the periplasmic space of E. coli. The xynA gene was subcloned into pQE60 expression vector to fuse with six histidine-tag. The recombinant xylanase A was purified by heating and immobilized metal affinity chromatography. The optimum pH and temperature of the purified enzyme were 6.0 and $60^{\circ}C$, respectively. This histidine-tagged xylanase A was less thermostable than the native enzyme.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권11호
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• pp.1525-1535
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• 2014

The xynC gene, which encodes high molecular weight xylanase from Paenibacillus sp. DG-22, was cloned and expressed in Escherichia coli, and its nucleotide sequence was determined. The xynC gene comprised a 4,419bp open reading frame encoding 1,472 amino acid residues, including a 27 amino acid signal sequence. Sequence analysis indicated that XynC is a multidomain enzyme composed of two family 4_9 carbohydrate-binding modules (CBMs), a catalytic domain of family 10 glycosyl hydrolases, a family 9 CBM, and three S-layer homologous domains. Recombinant XynC was purified to homogeneity by heat treatment, followed by Avicel affinity chromatography. SDS-PAGE and zymogram analysis of the purified enzyme identified three active truncated xylanase species. Protein sequencing of these truncated proteins showed that all had identical N-terminal sequences. In the protein characterization, recombinant XynC exhibited optimal activity at pH 6.5 and $65^{\circ}C$ and remained stable at neutral to alkaline pH (pH 6.0-10.0). The xylanase activity of recombinant XynC was strongly inhibited by 1 mM $Cu^{2+}$ and $Hg^{2+}$, whereas it was noticeably enhanced by 10 mM dithiothreitol. The enzyme exhibited strong activity towards xylans, including beechwood xylan and arabinoxylan, whereas it showed no cellulase activity. The hydrolyzed product patterns of birchwood xylan and xylooligosaccharides by thin-layer chromatography confirmed XynC as an endoxylanase.