Chromosomal DNA fragments of Bacillus sp. YA-14 isolated from soil as a potent xylan hydrolyzing bacterium, were ligated to a vector plasmid, pBR322, and used to transfer Escherichia coli HB101 cells. The recombinant plasmid pYDC21 was found to enable the transformants to produce xylanase. pYDC21 was found to contain the 3 kb HindIII fragment originated from the Bacillus sp. YA-14 chromosomal DNA by southern hybridization. The optimum temperature and pH for the reaction of xylanse produced by E. coli (pYDC21) were appeared at 50$_7$C and pH 7.0, respectiveiy. the xylanase enzyme was stable between pH 5.0 and 7.0 and maintained stably up to 4$0^{\circ}C$.
토양에서 분리한 알칼리내성 Bacillus sp.의 자체 chromosomal DNA에서 유래된 strong promoter를 지닌 plasmid p-12B1을 공여균주에 삽입시키고 이 promoter의 활성을 최적화할 수 있는 배양조건을 검토하였다. 글루코오스가 고갈된 시점부터 세포의 활성은 유지되나 포자는 형성되지 않을 정도로 낮은 글루코오스 소비속도를 유지해 제한된 글루코오스를 연속적으로 공급해줌으로써 promoter의 활성을 최대로 높일 수 있었다. 또한 배지조성의 변화로 균체를 생육시킨 후 유전자 발현을 유도하는 것이 가능하였으며, 이 점에 대해서는 보다 구체적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
The effect of alum$(Al{\cdot}K(SO_4)_2{\cdot}12H_{2}O)$ on the activity of raw starch-digesting enzyme produced by alkali-tolerant Bacillus sp. was investigated. In adding alum of 0.5%(w/w), activities of raw starch-digesting enzyme on the gelatinized and raw rice starches have not been inhibited. In case of adding alum of 5%(w/w), competitive and uncompetitive inhibition were observed for the gelatinized and raw rice starches, respectively. The inhibitory effect on the raw starch was much higher than that on the gelatinized starch.
To develop the potential use as new host strain for gene cloning the optimal conditions for transform-ation of alkali-tolerant Bacillus sp. were examined. The Bacillus sp. YA-14 was cultured to late logarith-mic growth phase at 37$^{\circ}C$ in modified SPI medium (pH8.0) containing 0.4% MgSO4 0.5mM CaCl2 1 ml of competent cell was mixed with 0.5$\mu$g of plasmid DNA and incubated with shaking at 37$^{\circ}C$ for 40min. The transformation frequency under the optimal condition was 4.53$\times$10-6 CFU/ml/g plasmid DNA. The electrophresis and stably maintained in the new host.
토양으로부터 생물고분자의 생산균주로 분리한 알칼리 내성 Bacillus sp.의 생물고분자 생산을 위한 최적 배양조건을 검토하였고, 반응 표면분석법에 의한 생산 최적화를 수행하였다. 최대의 생물고분자 생산은 soluble starch 8%, yeast extract 0.75%, $NaNO_3$ 0.1%, $MgSO_4\;7H_2O$ 0.05% 및 $Na_2CO_3$ 1%(pH 10)의 조성배지에서 배양온도 $30^{\circ}C$로 36시간 이상 진탕배양하였을 때 얻어졌으며, 이때의 생물고분자 생산량은 약 44g/l(대당수율로는 약 55%)이었다. C/N비, 온도 및 pH를 독립변수로 한 반응 표면분석에 의한 생물고분자 생산의 최적조건은 C/N비 15.16, 배양온도 $34.62^{\circ}C$ 및 pH 9.50의 정상점에서 얻어졌으며, 이 조건에서 생물고분자의 생산량은 66.84g/l로 추정 되었다.
미생물이 생산하는 생물 고분자의 기능성 당색 및 용도 재발 연구의 일환으로. Bacillus sp.의 알카리 발효에 의해 생합성된 점성의 생물 분자의 리올로지 특성을 다른 미생들 다당 및 식뮬 다당류와 비교하면서 검토하였다. 1% 정제 고분자 용액은 xanthan gum 및 guar gum과 마찬가지로 항복응럭을 갖는 의가소성 유체의 거동을 널었다. 유동지수(n)값은 0.41 - 0.75로 전단속도 의존성을 보였으며, 점조도지수(K)값은 0.87 Pa $s^n$으로 guar gum보다는 작고 xanthan gum 보다는 컸다. 그러나 항복응력 (${\tau}_y$)값은 2.28Pa로 xanthan gum이나 guar gum보다 크게 낮았다. 또 정제고분자의 점조도지수(K)값은 지수 함수식에 따르는 농도 및 온도 의존성을 나타내었다. 농도 의존성은 기울기가 서로 달라지는 두 개의 직선관계를 나타냈으며, 농도가 증가에 따라 의가소성은 강해졌다. 시료 용액은 온도 의존성이 매우 낮은 특징을 나타내었고, 유동의 활성화에너지지는 1.16kcal/g mol이었다. 겉보기 점도는 pH와 염의 변화에 매우 불안정함을 나타내었으나 유기용매에 대하여는 어느 정도 안정함을 보였고, 점증제를 첨가하였을 때 겉보기 점도의 상승효과는 관찰되지 않았다.
알칼리성 xylanase를 생산하는 균주를 토양으로부터 분리한 후 동정을 실시한 결과 Bacillus alcaiophilus으로 판명되었다. B. alcalophilus AX2000으로 명명한 본 균주는 pH 10.5에서 생육이 가장 좋았으며 효소활성도 가장 높았고 배지 중에 탄소원과 질소원으로서 0.5%(w/v) birchwood xylan과 0.5%(w/v) polypeptone/yeast extract를 각각 사용하였을 경우에 최대의 xylanase생산성을 나타내었다. Xylanase의 생합성근 glucose에 의한 catabolite repression을 받았으며 고농도의 xylose에 의해 효소의 생합성이 저해되었다. 조효소의 최적활성은 pH 10과 $50^{\circ}C$에서 나타났으며, pH 5에서 11까지의 넓은 pH범위에서 활성이 안정하게 유지되었고 효소의 열 안정성은 20~$60^{\circ}C$에서 30분간 처리시 90%이상의 잔존활성을 나타내었다.
Chromosomal DNA fragments of Bacillus sp. YA-14, isolated from soil as a potent $\beta$-xylosidase producing bacterium, were ligated to a vector plasmid pBR322 and used to transfer Escherichia coli HB101 cells. The recombinant plasmid pYXL22 was found to enable the transformants to produce $\beta$-xylosidase. pYXL22 was found to contain the 7.0 kb HindIII DNA fragment originated from the Bacillus sp. YA-14 chromosomal DNA by Southern hybridization. The optimum temperature for the reaction of $\beta$-xylosidase produced by E. coli HB101 (pYXL22) was appeared at 3$0^{\circ}C$. The enzyme was maintained stably up to 4$0^{\circ}C$ when stored 1hr at 4$0^{\circ}C$. The $\beta$-xylosidase was repressed completely by 0.4% (w/v) glucose concentration in E. coli HB101 (pYXL22). The optimum concentration of xylose for the $\beta$-xylosidase production in Bacillus sp. YA-14 was 0.2% (w/v).
광산폐수, 산업폐수등으로 부터 Cd, Pb, Zn 및 Cu등의 중금속에 강한 내성을 지니고 있을 뿐만 아니라 균체내 중금속 축적능력이 우수한 중금속 내성 미생물 균주 Pseudomonas putida(Cd), Pseudomonas aeruginosa(Pb), Pseudomonas chlororaphis(Zn) 및 Pseudomonas stutzeri(Cu)를 각각 분리하여, 여러가지 물리화학적인 방법으로 세포를 전처리하여 세포구성성분을 인위적으로 조절한 후 세포내 중금속이온의 흡수 거동 및 조단백질 함량과 중금속 축적관계를 조사한 결과는 다음과 같다. 세포를 알카리로 전처리하였을 경우 세포내 중금속 축적은 매우 감소되었으며, 메탄올과 클로포름으로 전처리하였을 경우에는 중금속 축적에 큰 영향을 미치지 않았으나, 메탄올과 클로로포름으로 전처리한 후 다시 알카리로 재차 처리하였을 경우에는 중금속 축적이 매우 감소되었다. 전처리된 세포내 중금속 축적은 용출되지 않고 남아있는 조단백질 함량이 감소됨에 따라 더 얼마나 크게 감소되었으므로 세포 구성물질중 단백질이 중금속 축적에 중요한 역할을 하는 물질인 것으로 판단되었다.
The xynA gene encoding an alikali-tolerant endo-1,4-${\beta}$-xylanase (XYN) was cloned from the alkalophilic Bacillus pumilus A-30. The nucleotide sequence of a 974-bp DNA fragment containing the xynA was determined. An ORF of 684 nucleotides that encoded a protein of 228 amino aicds was detected. Asparagine-71 of XYN from B. Pumilus A-30 showed to be highly conservative in alkaline xylanases of family G/11, upon comparing the amino acid sequences of 17 family G/11 xylanases. Site-directed mutation of N71D of the xynA gene resulted in a decrease of 12.4% in the specific acitivity and a significant decline in the enzyme activity in the alkaline pH range.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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