• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.332-338
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• 2009

꿀벌(Apis mellifera)의 장으로부터 xylan분해능이 우수한 세균 HY-20을 분리하였고, Bacillus 속으로 동정하였다. 분리균주 HY-20의 세포 외 GH11 xylanase (XylP) 유전자 (687-bp)는 25,522 Da의 분자량과 9.33의 pI 값을 갖는 228개의 아미노산으로 구성된 단백질을 인코딩하는 것으로 확인되었으며, 지금까지 특성규명이 이루어지지 않은 B. pumilus xylanase (GenBank accession no.: AY526092)의 아미노산 서열과 97%의 상동성을 보였다. pET-28a(+)/xylP를 포함하고 있는 Escherichia coli BL21 균주에서 과발현 된 His-tagged XylP (rXylP)는 cation exchange 및 gel permeation chromatography를 통해 순수하게 분리 정제 되었으며, $50^{\circ}C$의 온도와 pH 6.5 조건에서 반응할 때 birchwood xylan에 대해 가장 높은 가수분해 활성을 나타내었다. rXylP는 15분간 $55^{\circ}C$에 노출될 때 본래 활성의 약 50%를 잃어버리는 전형적인 중온성 효소의 특성을 보였으며, $Hg^{2+}$ (1mM)와 N-bromosuccinimide (5mM)에 노출될 때 완전히 불활성화 되었고, $Mn^{2+}$ (1 mM), $Fe^{2+}$ (1mM) 및 sodium azide (5 mM)에 의해서는 활성이 약 10% 증가될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 한편, rXylP는 xylose유래 다당류는 효율적으로 분해하였지만 PNP-sugar 유도체 및 glucose 유래 다당류는 분해하지 못하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권5호
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• pp.486-498
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• 2019

국내외 개발된 Hsota 품종의 잎의 생육과 개화 특성을 조사한 결과, 식물의 크기는 H.'Abiqua Blue Crinkles', H.'Abiqua Drinking Gourd', H.'Dancing in the Rain', H.'Elegance', H. 'Inniswood', H.'Venus'등 6종류가 가장 컸으며(대형 계통, 50 cm 이상), H. 'Abby', H. 'Birchwood Parky's Gold', H. 'Blue Cadet', and H. 'Blue Edge등을 포함한 27종은 소형 계통이다(6 cm 이상 20 cm 미만). 79%가 무늬를 가지며 무늬 형태는 marginata (복륜), mediovarigata (중투), albomaculata (산반), striata (서반)이며, marginata 계통은 H. 'Abby', H. 'Abiqua Moonbeam', H. 'Atlantis'등을 포함하여 31종류로 전체 비율 중 36%로 가장 많았다. 개화기는 H. 'Abby', H. 'Abiqua Drinking Gourd', H. 'Abiqua Moonbeam'등 36종류가 5월 말부터 개화였고, H. 'Black Hills', H. 'Boeun', H. 'Fragrant Bouquet'등 9종은 8월 이후에 개화하였다. 꽃은 H. 'Avocado'가 5.0 ㎝ 이상으로 대륜 계통이었으며, H. 'Avocado', H. 'Fragrant Bouquet', H.'Fried Bananas' 등 H. plantaginea 계통이 대부분 크기가 컸다. 꽃의 색은 꽃의 색은 6가지로 분류되며, white 계열은 25.9%, lavender 계열은 45.9%, purple 계열은 28.2%가 개화하였다. H. 'Blue Mouse Ears', H. 'Captain Kirk', H.'Fragrant Bouquet' 등 12종류는 개화시 향기가 있었다. H.'Cherry Berry'와 H. 'Revolution'은 각각 빨간색과 노란색의 꽃대를 가지고 있다.

• 한국균학회지
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• 제25권2호통권81호
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• pp.91-100
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• 1997

회분배양과 유가배양을 이용하여 호알칼리성 Cephalosporium sp. RYM-202로부터 alkaline carboxymethyl cellulase (CMCase)와 Xylanase의 생산을 위한 배양조건에 대하여 조사하였다. 조사한 탄소기질 중에서 밀기울이 두 효소의 생산에 가장 효율적이었다. 또한 CMCase는 carboxymethyl cellulose (CMC)를 탄소기질로 첨가한 배양액에서, 반면에 xylanase의 경우에는 xylan을 기질로 하였을 때 높은 생산량을 나타냄으로서 유도기질 특이성을 보였는 바, 이 결과는 Cephalosporium sp. RYM-202에서의 CMCaee와 xylanase의 생합성이 효소 유도 수준에서 독립적으로 조절됨을 시사해 준다. 조사된 질소원 중에서는 무기질소원인 $NaNO_3$가 효소생산에 효과적이었으며, 이들 효소의 최대 생산을 위한 배양온도와 pH는 각각 $20^{\circ}C$와 9.0인 것으로 나타났다. 한편, 발효조에서의 회분배양을 통한 효소생산의 경우, 밀기울의 농도를 5%까지 증가시킴에 따라 효소생산량은 증가되었으나 catabolite repression에 의해 효소생산의 지연과 생산력의 감소를 초래하였다. 이러한 문제점은 탄소원의 간헐적 공급에 의한 유가배양을 통해서 어느 정도 해결될 수 있는 것으로 나타났으며, 밀기울의 최종농도가 5% 되게 공급된 유가배양 시 CMCase와 xylanase의 최대 효소생산량은 각각 0.39 및 9.2 units/ml 이었으며, 이는 같은 농도의 밀기울을 함유하는 회분배양 시 획득된 효소활성에 비해 각각 1.22배와 1.36배 증가된 것이다.

• 한국균학회지
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• 제25권4호통권83호
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• pp.297-304
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• 1997

흰목이균, 공생균, 혼합균(흰목이균과 공생균)의 xylanase 생산 최적 탄소원은 xylose이었고 흰목이균, 공생균의 질소원은 $KNO_3$, 혼합균의 질소원은 $(NH_4)_2SO_4$이었다. Xylanase 생산 최적 배양일수는 흰목이균과 혼합균은 5일, 공생균은 6일이었으며 최적온도는 흰목이균과 공생균이 $40^{\circ}C$, 혼합균이 $45^{\circ}C$이었다. Xylanase 생산 최적 pH는 흰목이균과 공생균이 pH 6.0, 혼합균이 pH 7.0이었으며, 금속이온의 영향은 흰목이균에서는 $Hg^{2+}$, 혼합균에서는 $Pb^{2+}$를 제외하고는 금속이온이 저해적으로 나타났다. 흰목이균, 공생균, 혼합균의 xylanase 열안전성은 $50^{\circ}C$까지 80% 이상 안정하였으며, 기질(Birchwood) 특이성에 관해서는 Birchwood로부터의 xylan이 가장 활성이 높았다. 흰목이균, 공생균, 혼합균의 xylanase 기질농도는 20mg/ml, 반응시간은 45분까지 활성이 급속히 상승하다가 그후 매우 완만한 반응속도를 나타내므로서 이를 기초로 하여 Km값을 얻은 결과, 흰목이균은 $6.25{\times}10^{-5}\;M$, 혼합균은 $5.2{\times}10^{-2}\;M$, 공생균은 $5.6{\times}10^{-2}\;M$로 흰목이균, 혼합균, 공생균 순으로 효소 기질과의 친화력이 약하였다.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권12호
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• pp.1636-1643
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• 2012

Enzymatic pre-bleaching by modification of pulp fibers with xylanases is an attractive approach to reduce the consumption of toxic bleaching chemicals in the paper industry. In this study, an alkaliphilic endoxylanase gene was isolated from metagenomic DNA of a structurally stable thermophilic lignocellulose-degrading microbial consortium using amplification with conserved glycosyl hydrolase family 10 primers and subsequent genome walking. The full-length xylanase showed 78% sequence identity to an endo-${\beta}$-1,4-xylanase of Clostridium phytofermentans and was expressed in a mature form with an N-terminal His6 tag fusion in Escherichia coli. The recombinant xylanase Xyn3F was thermotolerant and alkaliphilic, working optimally at $65-70^{\circ}C$ with an optimal pH at 9-10 and retaining >80% activity at pH 9, $60^{\circ}C$ for 1 h. Xyn3F showed a $V_{max}$ of 2,327 IU/mg and $K_m$ of 3.5 mg/ml on birchwood xylan. Pre-bleaching of industrial eucalyptus pulp with no prior pH adjustment (pH 9) using Xyn3F at 50 IU/g dried pulp led to 4.5-5.1% increase in final pulp brightness and 90.4-102.4% increase in whiteness after a single-step hypochlorite bleaching over the untreated pulp, which allowed at least 20% decrease in hypochlorite consumption to achieve the same final bleaching indices. The alkaliphilic xylanase is promising for application in an environmentally friendly bleaching step of kraft and soda pulps with no requirement for pH adjustment, leading to improved economic feasibility of the process.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.158-166
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• 2020

Paenibacillus woosongensis의 xylanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Xylanase 유전자는 xyn10A로 명명되었으며, 481 아미노잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,446개 뉴클레오티드로 구성되었다. 추론된 아미노산 배열에 따르면 Xyn10A는 glycosyl hydrolase family 10 xylanase와 상동성이 높은 활성영역과 카르복실 말단에 탄수화물을 결합하는 것으로 추정되는 영역이 포함된 다영역 효소로 확인되었다. DEAE-Sepharose와 Phenyl-Separose 컬럼 크로마토그래피 과정을 통해 P. woosongensis xyn10A 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 Xyn10A를 정제하였다. 정제된 Xyn10A의 아미노 말단 배열이 GIANGSKF로 결정되었으며 이는 SignalP5.0 server로 예측된 signal peptide의 다음 아미노산 배열과 정확하게 일치하였다. 정제된 Xyn10A는 33 kDa 크기의 절단된 단백질이며 균체내 분해에 의해 카르복시 말단에서 CBM이 제거된 것으로 판단된다. 정제된 효소는 최적 pH와 온도가 6.0과 55-60℃이며 oat spelt xylan에 대한 반응 동력학적 계수 V_max와 K_m이 298.8 U/mg과 2.47 mg/ml로 각각 나타났다. 효소는 birchwood xylan이나 oat spelt xylan보다 arabinoxylan에 대한 활성이 높았으며 para-nitrophenyl-β-xylopyranoside에 대해 낮은 활성을 보였다. Xyn10A의 활성은 Cu²⁺, Mn²⁺과 SDS에 의해서 크게 저해되었으며 K⁺, Ni²⁺과 Ca²⁺에 의해는 상당하게 증진되었다. 또한 이 효소는 xylobiose 보다 중합도가 큰 자일로올리고당을 분해하였으며, 자일로올리고당의 최종 가수분해 산물은 xylose와 xylobiose로 확인되었다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제14권
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• pp.111-122
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• 1996

Streptomyces chibaensis J-59 xylanase는 CSL 배지(1% corn steep liquor, 0.15% glucose, 0.1% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, pH 7.0)에서 1% xylan을 효소생산 유도물질로 첨가하였을 경우에 생산(0.83 unit/ml) 되었으나, xylose를 비롯한 각 종 탄소원을 포함하는 배지에서는 효소가 생산되지 않았다. S. chibaensis로 부터 생산된 세포외 xylanase를 $(NH_4)_2SO_4$ 분획침전, DEAE-Sephadex A-50 column chromatography, Sephadex G-200 gel filtration 과정으로 약 29%의 수율로 20배 정제하였다. 정제한 xylanase는 SDS-PAGE 및 Sephadex G-200 gel filtraion에서 분자량이 모두 25,000 Da으로 나타나 monomenc enzyme으로 확인되었다. 금속이온에 대한 영향은 $Fe^{3+}$, $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, sodium dodecyl sulfate, N-bromosuccinide 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, $Mn^{2+}$, $Zn^{2+}$에서는 약간의 저해를 받았다. 반면에 $Mg^{2+}$는 효소활성을 증가시켰다. Xylanase에 의한 xylooligo 당의 생산양상을 TLC로 조사한 결과 xylobiose, xylotriose 및 xylotetrose가 주 생산물이었으며, 반응 1시간 이후부터 소량의 xylose가 생성되었다. 따라서 본 효소는 전형적인 endotype xylanase로 확인되었으며 새로운 기능성식품인 자일로 올리고당(xylooligo-saccharides)의 제조에 이용할 수 있을 것이다.