The use of L-carbohydrates and their corresponding nucleosides in medicinal application has greatly increased. For example L-ribose has been much in demand as the starting material for curing hepatitis B. High performance liquid chromatography (HPLC) method was studied for the analysis of ribose and arabinose fractions from ion exchange chromatography (IEC). Dowex Monosphere 99 Ca/320 resin was packed in IEC to separate ribose and arabinose under various operating conditions. $NH_{2}$ and sugar HPLC columns were then used to analyze the fractions from the IEC column. Pulse input method (PIM) was also used to measure adsorption isotherms of ribose and arabinose in the Dowex column and HPLC columns. Experimental results and simulations by ASPEN chromatography were compared with fair agreement.
추출한 감과실의 세포벽에 polygalacturonase, ${\beta}-galactosidase$ 및 이들의 혼합한 효소액을 in vitro에서 처리하여 세포벽 구성 비섬유성 중성당의 변화를 연구, 검토하였다. 세포벽 구성 비섬유성 중성당의 변화는 효소 처리구에서 무처리 보다 많았으며, polygalacturonase 처리구에서는 rhamnose, xylose, galactose 등이 감소하였고, 혼합효소 처리구에서는 arabinose, galactose, rhamnose, xylose 등이 감소하였으며, ${\beta}-galactosidase$ 처리구에서 arabinose, galactose 등이 감소되었다. Pectin의 비섬유성 중성당은 모든 효소처리구에서 rhamnose, galactose, arabinose가 현저히 감소하였으며, 특히 polygalacturonase 처리시에 보다 현저하게 감소하였다. Hemicellulose I의 경우 polygalacturonase 처리구는 rhamnose, arbinose, xylose의 함량이 무처리구에 비해 높았으며, ${\beta}-galactosidase$ 처리구에서는 rhamnose와 xylose의 함량은 높았고, arbinose, mannose, galactose는 감소하였다. 혼합효소 처리구에서는 xylose, mannose, galactose가 높은 반면 arbinose와 galactose는 낮았다. 한편 hemicellulose II에서 비섬유성 중성당의 변화는 polygalacturonase 처리구에서 xylose와 glucose가 감소하였으나 다른 처리구에서는 뚜렷한 변화가 없었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 polygalacturonase는 pectin을 분해함으로써 arbinose, galactose, rhamnose를 유리하고, ${\beta}-galactosidase$는 galactan과 arabinogalactan을 분해하여 galactose와 arabinose를 유리시키는 것으로 사료된다.
Bacillus stearotheymophilus, a potent xylanolytic bacterium isolated from soil, was tested for the strain's strategies of pentose utilization and the evidence of substrate preferences. The strain metabolized glucose, xylose, ribose, maltose, cellobiose, sucrose, arabinose and xylitol. The efficacy of the sugars as a carbon and energy source in this strain was of the order named above. The organism, however, could not grow on glycerol as a sole growth substrate. During cultivation on a mixture of glucose and xylose or arabinose, the major hydrolytic products of xylan, B. stearothermophilus displayed classical diauxic growth in which glucose was utilized during the first phase. On the other hand, the pentose utilization was prevented immediately upon addition of glucose. Cellobiose was preferred over xylose or arabinose. In contrast, maltose and pentose were co-utilized, and also no preference on between xylose and arabinose. Enzymatic studies indicated that B. stearothermophilus possessed constitutive hexokinase, a key enzyme of the glucose metabolic system. While, the production of $^{D}$-xylose isomerase, $^{D}$-xylulokinase and $^{D}$-arabinose isomerase essential for pentose phosphate pathway were induced by xylose, xylan, and xylitol but repressed by glucose. Taken together, the results suggested that the sequential utilization of B. stearothermophilus would be mediated by catabolite regulatory mechanisms such as catabolite inhibition or inducer exclusion.
한국미생물생명공학회 2000년도 Proceedings of 2000 KSAM International Symposium and Spring Meeting
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pp.68-75
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2000
D-Tagatose is a potential bulking agent in food as a non-calorific sweetener. To produce D-tagatose from cheaper resources, plasmids harboring the L-arabinose isomerase gene (araA) from Escherichia coli was constructed because L-arabinose isomerase was previously suggested as an enzyme that mediates the bioconversion of galactose to tagatose as well as that of arabinose to ribulose. In the cultures of recombinant E.coli with pTC101, which harboring araA of E.coli, tagatose was produced from galactose in 9.9 % yield. The enzyme extract of E.coli containing pTC101 also converted galactose into tagatose in 96.4 % yield. For the economic production of D-tagatose, an L-arabinose isomerase of E.coli was immobilized using covalent binding on agarose. While the free L-arabinose isomerase produced tagatose with the rate of 0.48 mg/U$.$day, the immobilized one stably converted galactose into average 7.5 g/l$.$day of tagatose during 7 days with higher productivity of 0.87 mg/U$.$day. In the scaled up immobilized enzyme system, 99.9 g/l of tagatose was produced from galactose with 20 % equilibrium in 48 hrs. The process was stably repeated additional 2 times with tagatose production of 104.1 and 103.5 g/l.
Five strains, producing bacterial thermostable L-arabinose isomerase, were isolated from Korean soil samples obtained from compost under high temperature circumstances. Among these strains, the CBG-Al showed the highest L-arabinose isomerase activity at $60^\circ{C}$ and was selected as a D-tagatose producing strain from D-galactose. This strain was identified as Geobacillus thermodenitrificans based on the 16S rRNA analysis, and biological and biochemical characteristics. The isolated strain was aerobic, rod-shaped, Gram-positive, nonmotile, and an endospore-forming bacterium. No growth was detected in culture temperature below $40^\circ{C}$. The maximum growth temperature and maximum temperature of enzyme activity were $75^\circ{C}$ and $65^\circ{C}$, respectively. In metal ion effects, $Ca^{2+}$ was the most effective enzyme activator with the reaction rate by 150%. In a 5-1 jar fermentor with 3-1 MY medium, L-arabinose isomerase activity was growth-associated and pH decreased rapidly after the initial logarithmic phase.
This study was carried out to investigate the changes and composition of the non-cellulosic neutral sugars in cell wall of soybean sprouts during growth. The composition of non-cellulosic neutral sugars in cell of soybean sprouts was rhamnose, fucose, xylose, arabinose, mannose, galactose and glucose. The galactose content of cell wall was higher than other non-cellulosic neutral sugars, and was remarkably decreased during growth. The major non-cellulosic sugars of pectic substances were rhamnose, arabinose, and galactose. The arabinose content of pectic substance was increased in cotyledon and hypocotyl during growth. The contents of non-cellulosic neutral sugars were decreased in hypocotyl during growth. The galactose content of pectic substance was higher in cotyledon than those in hypocotyl, and was increased in cotyledon. The content of rhamnose was higher in ionically associated pectic substance than that in covalently bounded pectic substance. The major non-cellulosic neutral sugars of hemicellulose were glucose, rhamnose, arabinose and galactose. The galactose of hemicellulose was decreased remarkably during growth.
희석 황산용액을 사용해 볏짚을 전처리했는데 반응조건은 2개의 반응온도(140, $150^{\circ}C$)와 5개의 황산농도($1.0{\sim}3.0 %wt$)를 사용했다. 볏짚을 구성하는 주요성분인 glucose, xylose, galactose와 arabinose의 생성과 분해속도를 조사했는데 생성속도는 arabinose, 분해속도는 xylose가 가장 컸다. 헤미셀룰로오스당 (xylose+galactose+arabinose)의 최고수율은 약 80%이었는데 최고수율에 도달하는데 산 농도가 높은 것은 유리하지만 반응온도가 높은 것은 불리하게 나타났다. 최적조건은 $140^{\circ}C$, 2.5%와 20분이었다. 최고 glucose 수율은 반응조건에 관계없이 거의 같았는데 대략 $16{\sim}18%$ 범위였다.
Park, Jung-Mi;Jang, Myoung-Uoon;Oh, Gyo Won;Lee, Eun-Hee;Kang, Jung-Hyun;Song, Yeong-Bok;Han, Nam Soo;Kim, Tae-Jip
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제25권2호
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pp.227-233
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2015
Two recombinant arabinosyl hydrolases, α-L-arabinofuranosidase from Geobacillus sp. KCTC 3012 (GAFase) and endo-(1,5)-α-L-arabinanase from Bacillus licheniformis DSM13 (BlABNase), were overexpressed in Escherichia coli, and their synergistic modes of action against sugar beet (branched) arabinan were investigated. Whereas GAFase hydrolyzed 35.9% of L-arabinose residues from sugar beet (branched) arabinan, endo-action of BlABNase released only 0.5% of L-arabinose owing to its extremely low accessibility towards branched arabinan. Interestingly, the simultaneous treatment of GAFase and BlABNase could liberate approximately 91.2% of L-arabinose from arabinan, which was significantly higher than any single exo-enzyme treatment (35.9%) or even stepwise exo- after endo-enzyme treatment (75.5%). Based on their unique modes of action, both exo- and endo-arabinosyl hydrolases can work in concert to catalyze the hydrolysis of arabinan to L-arabinose. At the early stage in arabinan degradation, exo-acting GAFase could remove the terminal arabinose branches to generate debranched arabinan, which could be successively hydrolyzed into arabinooligosaccharides via the endo-action of BlABNase. At the final stage, the simultaneous actions of exo- and endo-hydrolases could synergistically accelerate the L-arabinose production with high conversion yield.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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