• KSBB Journal
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• 제29권4호
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• pp.239-243
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• 2014

Recently, there is a growing interest in efficient biomass pretreatment and saccharification processes to produce biofuels and biochemicals from renewable non-food biomass resources. In this study, glucose was produced from cellulose by immobilizing cellulase enzyme on chitosan beads which was reported to have high pH and temperature stability. The immobilized amounts of cellulase on chitosan beads linearly increased with increasing the concentrations of cellulase solution. The glucose production increased to 7.2 g/L from 1% carboxymethyl cellulose (CMC) substrate when immobilized at 20% cellulase solution. The maximum specific activity was 0.37 unit/mg protein when immobilized at 8% cellulase solution. At pH 7 and $37^{\circ}C$, the optimum reaction composition was 0.5 g beads/L from 1% CMC substrate. At this condition, the conversion to glucose completed at ca. 20 min.

• 한국균학회지
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• 제21권4호
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• pp.301-309
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• 1993

토양으로부터 cellulase compoenets를 생성할 수 있는 호알칼리성균 Cephalosporium sp. RYM-202를 분리하였다. 이 균의 생장을 위한 배지의 최적 pH는 9.0이었으며, pH 9.5-10.0의 배지에서 최대의 효소생산이 일어났다. Cephalosporium sp. RYM-202의 배양 여액으로부터 DEAE-Sephadex A-50 이온교환 크로마토그라피와 Sephadex G-150 gel filtration 크로마토그라피에 의해 부분정제된 세개의 CMCases(P-I-1, P-I-II 및 P-II-I)를 획득하였다. 효소활성을 위한 최적 pH는 P-I-I이 7.5, P-I-II는 8.0-9.5, P-II-I은 7.5-10.0이었으며, 모두 4.5-12.0의 pH 범위에서 안정한 것으로 나타났다. 세 CMCases 활성의 최적온도는 $40-60^{\circ}C$ 범위이었으나, P-I-I 및 P-II-I의 경우에는 $20^{\circ}C$에서도 최고활성의 50% 이상을 유지하였다. 또한 이 CMCases는 세제조성물로 사용되고 있는 여러가지 계면활성제, 착화합물 및 단백질가수분해효소에 대하여 안정성이 높은 특징을 보였다.

• 한국균학회지
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• 제40권4호
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• pp.191-203
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• 2012

우리나라 산림에서 수집한 외생균근균 8종 27개 균주에 대한 균사 생장 특성을 다양한 배양 조건(배지, 온도, pH)에서 조사하였다. 60일 배양 후, 모든 균주는 PDA와 MMN 배지에서 생장하였으나, 송이를 포함한 일부 균주들은 MEA나 SDA 배지에서 전혀 생장하지 않았다. 또한 대부분의 균주들을 PDA 배지에서 배양했을 때에 저온($10^{\circ}C$)보다 고온($30^{\circ}C$)에서 균사 생장이 저조하였다. 또한 PDA 배지 상에서의 최적 생장온도는 $20-25^{\circ}C$, PDB 배지 내 균사 생장을 위한 최적 pH는 4-5로 나타났다. Carboxymethyl cellulose(CMC) 활성은 모든 시험 균주에서 나타났으며, CMC(pH 5.0) 한천배지 상에서 최대의 셀룰라아제 활성을 나타낸 균주는 송이(1266)였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권2호
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• pp.245-254
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• 2022

Cellulases are a group of biocatalyst enzymes that are capable of degrading cellulosic biomass present in the natural environment and produced by a large number of microorganisms, including bacteria and fungi, etc. In the current study, we isolated, screened and characterized cellulase-producing bacteria from soil. Three cellulose-degrading species were isolated based on clear zone using Congo red stain on carboxymethyl cellulose (CMC) agar plates. These bacterial isolates, named as HB2, HS5 and HS9, were subsequently characterized by morphological and biochemical tests as well as 16S rRNA gene sequencing. Based on 16S rRNA analysis, the bacterial isolates were identified as Bacillus cerus, Bacillus subtilis and Bacillus stratosphericus. Moreover, for maximum cellulase production, different growth parameters were optimized. Maximum optical density for growth was also noted at pH 7.0 for 48 h for all three isolates. Optical density was high for all three isolates using meat extract as a nitrogen source for 48 h. The pH profile of all three strains was quite similar but the maximum enzyme activity was observed at pH 7.0. Maximum cellulase production by all three bacterial isolates was noted when using lactose as a carbon rather than nitrogen and peptone. Further studies are needed for identification of new isolates in this region having maximum cellulolytic activity. Our findings indicate that this enzyme has various potential industrial applications.

• KSBB Journal
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• 제32권2호
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• pp.96-102
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• 2017

The lignocellulose that is a major component of spent coffee ground was degraded and saccharified. To implement the spent coffee, after several pre-treatments, inoculation of Phanerochaete chrysosporium and solid-state fermentation were conducted. The optimal temperature of the enzymes (lignin peroxidase, manganese peroxidase, xylanase, laccase, and cellulase) for degradation of lignocellulose by P. chrysosporium was found. We also measured the maximum activity of enzymes (lignin peroxidase 0.15 IU/mL, manganese peroxidase 0.90 IU/mL, laccase 0.11 IU/mL, cellulase 5.87 IU/mL, carboxymethyl cellulase 9.52 IU/mL, xylanase 1.16 IU/mL) used for the process. As a result, 4.73 mg/mL of reduced sugar was obtained and 61.02% of lignin was degraded by solid state fermentation of P. chrysosporium on spent coffee ground.

• 한국양식학회지
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• 제9권4호
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• pp.453-459
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• 1996

Cellulase was purified from marine rotifer, Brachionus plicatilis, to homogeneity by using chromatographic methods. Purified enzyme is an endo-${\beta}$-1,4 glucanase and shows a strong hydrolytic activity against carboxymethyl (CM) -cellulose. The physicochemical parameters of enzyme activity were determined. The molecular weight of the purified protein was approximately 62 kDa as determined by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The enzymatic capability to digest cellulose of Chlorella cell wall was compared with that of other well known cellulases from Thermomonospora fusca. Experiments involving Chlorella digestion indicated that CM-cellulase from marine rotifer, Brachionus plicatilis, could digest Chlorella very efficiently while cellulase purified from Thermomonospora fusca did not. From the result here, we propose that the cellulolytic system from marine rotifer is responsible for the hydrolysis of cellulosic wall of Chlorella, probing that rotifer digests Chlorella as a major live food.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.983-989
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• 2007

Auxin, siderophore, 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 생물방제균주 B. licheniformis Kll을 식물병원성진균을 대상으로 균사 성장억제능을 확인결과 6종의 식물병원성 진균에서 균사체 성장억제능을 확인하였으며, 그 중에서 토마토 시들음병을 유발하는 F. oxysporum(KACC 40037)에 가장 강력한 억제능을 나타내었다. 그리고 본 균주가 생산하는 항진균성 siderophore이외에 세포벽이 cellulose로 구성된 P. capsici의 cell wall을 분해하는 cellulase를 생산하는 것을 추가적으로 확인하였다. 뿐만아니라 B. licheniformis Kll은 nutrient broth(pH 8.0), $30{\circ}C$에서 96시간 배양시 토마토 시들음병에 대한 항진균 활성이 가장 높았고, 이는 cellulase의 활성과 sideropore의 최대 생산조건과는 상이하였다. 또한 탄소원과 질소원으로 starch와 urea를 각각 첨가시 항진균성 활성이 가장 높았고, 이 역시는 cellulase의 활성과 항진균성 siderophore의 최대 생산조건과 일치하지 않았다. 그리하여 본균주 B. licheniformis Kll은 식물성장촉진 물질은 auxin, 항진균성 siderophore와 cellulase를 생산함과 동시에 또 다른 강력한 항진균성 물질을 생산하는 것을 추가로 확인하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제24권3호
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• pp.186-193
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• 1981

Aspergillus niger가 분비하는 섬유소분해효소(纖維素分解酵素)를 Sephadex G-150 column을 통과시켜서 ${\beta}-glucosidase$와 CM-cellulase을 분리(分離)하고 CM-cellulase는 다시 DEAE-Sephadex A-50 column을 통과시켜서 세개의 CM-cellulase F I, F II , F III를 분리하여 그 특성(特性)을 각기 조사 하였다. F I의 최적조건(最適條件)은 pH 4.0 및 $50^{\circ}C$였고 열불활성화특성(熱不活性化特性)은 Arrhenius plot에서 2개의 기울기가 다른 직선을 나타냈다. 즉 $60{\sim}70^{\circ}C$ 사이에서는 Z값이 $4^{\circ}C$ 이고 $70{\sim}98^{\circ}C$ 사이에서는 $383^{\circ}C$였다. F II는 pH 4.7 및 $50^{\circ}C$에서 최적조건(最適條件)을 보였고 Z값은 $8^{\circ}C$, F III는 pH 4.3 및 $60^{\circ}C$에서 높은 활성(活性)을 가졌고 Z값은 $10^{\circ}C$였다. 조(粗) CM-cellulase의 경우는 최적조건(最適條件)이 pH 4.3 및 $60^{\circ}C$로 F I , F II 및 F III와 비슷한 경향을 보였으나 Z값은 $21.5^{\circ}C$로 큰 차이(差異)를 보였다. 한펀 ${\beta}-glucosidase$는 정제효소(精製酵素) 및 조효소(粗酵素)가 다 같이 pH 4.7 및 $60^{\circ}C$에서 가장 높은 활성(活性)을 나타냈으며 Z값은 $7^{\circ}C$였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권12호
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• pp.1312-1321
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• 2011

Enzyme extracts of cellulase [filter paper cellulase (FPase) and carboxymethyl cellulase (CMCase)], chitinase, and chitosanase produced by Aspergillus niger NRRL-567 were evaluated. The interactive effects of initial moisture and different inducers for FP cellulase and CMCase production were optimized using response surface methodology. Higher enzyme activities [FPase $79.24{\pm}4.22$ IU/gram fermented substrate (gfs) and CMCase $124.04{\pm}7.78$ IU/gfs] were achieved after 48 h fermentation in solid-state medium containing apple pomace supplemented with rice husk [1% (w/w)] under optimized conditions [pH 4.5, moisture 55% (v/w), and inducers veratryl alcohol (2 mM/kg), copper sulfate (1.5 mM/kg), and lactose 2% (w/w)] (p<0.05). Koji fermentation in trays was carried out and higher enzyme activities (FPase $96.67{\pm}4.18$ IU/gfs and CMCase $146.50{\pm}11.92$ IU/gfs) were achieved. The nonspecific chitinase and chitosanase activities of cellulase enzyme extract were analyzed using chitin and chitosan substrates with different physicochemical characteristics, such as degree of deacetylation, molecular weight, and viscosity. Higher chitinase and chitosanase activities of $70.28{\pm}3.34$ IU/gfs and $60.18{\pm}3.82$ to $64.20{\pm}4.12$ IU/gfs, respectively, were achieved. Moreover, the enzyme was stable and retained 92-94% activity even after one month. Cellulase enzyme extract obtained from A. niger with chitinolytic and chitosanolytic activities could be potentially used for making low-molecular-weight chitin and chitosan oligomers, having promising applications in biomedicine, pharmaceuticals, food, and agricultural industries, and in biocontrol formulations.

• Applied Biological Chemistry
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• 제50권2호
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• pp.95-100
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• 2007

식물성장 촉진호르몬인 auxin, 식물병원성 진균을 방제하는 siderophore 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 PGPR균이자 생물방제균인 Bacillus licheniformis K11의 cellulase의 유전자를 PCR을 이용해 pUC18에 재조합 후 E. coli DH5${\alpha}$에 cloning하였으며, 이 형질전환 된 균주를 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)라 하였다. 형질전환 균주 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)는 B. licheniformis K11의 1.6kb 유전자를 포함하며, 이 cellulase는 1,479 bp, 499개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정된다. 형질전환균주가 생산하는 cellulase(CelW)는 lac 프로모터를 이용해 발현되었으며, CMC-SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. licheniformis K11의 cellulase는 4종의 대표적인 Bacillus spp. 들이 생산하는 cellulase의 아미노산 배열이 97% 이상 일치하였다. CelW는 carboxymethyl-cellulose(CMC) 뿐만 아니라 불용성 섬유소인 Avicel, Filter paper(Whatman$^{\circledR}$ No. 1)는 물론이고 고추역병균 P. capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. CMC를 기질로 60$^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 CoCl$_2$ 또는 MnSO$_4$ 첨가시 활성이 2배 이상 증가하였지만, FeCl$_3$ 또는 HgCl$_2$ 첨가 시는 활성이 20% 이하로 떨어졌고, SDS와 sodium azide 등 여러 화학 저해제들을 첨가하여도 87% 이상의 활성을 유지하였다. 이 결과들은 B. licheniformis K11이 식물뿌리에 근권 microflora형성의 중요한 요인으로 작용할 수 있고, 생물방제력을 발휘하는 식물병원성 진균의 세포벽 분해 cellulase 기능 연구를 가능케 하여 식물병의 생물학적 방제 연구에 기초가 될 것이라 생각된다.