한반도 낙엽활엽수림에서 멧돼지(Sus scrofa coreanus Heude)는 그 수효가 날로 증가하고 있으며 그들의 임상 교란은 광범위하게 일어나고 있다. 본 연구는 멧돼지의 임상을 파헤치는 교란이 토양생태계의 기능에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 환경부 장기생태연구지소인 점봉산 지역에서 미생물량 C와 토양 효소의 활성 측정을 실시하였다. 멧돼지에 의해 생성된 교란지형은 표층토양과 하층토양이 섞인 흙더미와 파인 구덩이의 노출된 바닥 2종류로 구분하였고, 인근의 교란을 받지 않은 지역을 대조구로 설정하였다. 토양 유기물 함량은 유기물 함량이 높은 표층의 토양과 하층의 토양이 섞이면서 대조구에서 20.22%로 가장 높은 값이 나타났고, 흙더미와 구덩이의 바닥은 각각 16.91%, 15.52%를 나타내었다. 용적밀도는 구덩이 바닥 토양에서 가장 높은 값을 보였다. 미생물량 C와 토양 $CO_2$의 발생은 교란을 받지 않은 대조구에서 가장 높이 나타났으며 이는 토양의 유기물 함량과 양의 상관관계를 나타내었다. 토양의 cellulase와 invertase의 활성은 미생물량 C와 높은 상관관계를 나타내어 유기물의 함량이 토양 효소 활성에 영향을 미침을 나타내었다. 질산환원효소는 구덩이 바닥 토양에서 가장 높은 값을 나타내었고, 용적밀도와 높은 상관관계를 나타내어 토양 공극이 적은 다소 혐기적 조건에서 그 활성이 높게 나타났다. 본 연구의 결과 멧돼지의 파헤치는 교란은 토양의 물리적 특성을 변화시키고, 토양 효소의 활성에 영향을 미쳤다고 판단된다.
본 연구자들은 이전에 cellulase, xyalnase 및 lichenase의 다기능 효소활성을 지니는 절단된 Cel44C-$Man26A_{P558}$의 ${\beta}$-glycosyl hydrolase를 보고하였다. 본 연구에서는 절단된 Cel44C-$Man26A_{P558}$ 효소의 다기능성 ${\beta}$-glycosyl hydrolase 활성을 증가시키기 위해 DNA shuffling을 시도하였다. DNA shuffling에 의해 단일변이(P438A)를 가진 M2Cel44C-$Man26A_{P558}$와 이중변이(A273T 및 P438A)를 가진 M21Cel44C-$Man26A_{P558}$를 얻었다. 이중변이를 가진 M21Cel44C-$Man26A_{P558}$은 단일변이를 가진 M2Cel44C-$Man26A_{P558}$ 보다 효소활성이 낮게 나타났으나, M2Cel44C-$Man26A_{P558}$와 M21Cel44C-$Man26A_{P558}$은 대조구인 Cel44C-$Man26A_{P558}$ 보다 약 1.3에서 2.2배 정도 높은 효소활성을 나타내었다. 특히, 단일변이를 가진 M2Cel44C-$Man26A_{P558}$는 대조구인 Cel44C-$Man26A_{P558}$보다 cellulase, xylanase 및 lichenase 효소활성이 약 1.5에서 2.2배 정도 높게 나타났다. ${\beta}$-Glycosyl hydrolase의 cellulase, linchenase 및 xylanase 최적 효소활성은 각각 pH 7.0, 7.0 및 6.0에서 이었다. 이러한 결과는, 아미노산 잔기인 Ala438이 다기능성 ${\beta}$-glycosyl hydrolase 활성을 증가시키는 중요한 역할을 한다고 추정할 수 있다.
Cellulase components, CMCase(Cx) and Avicelase$(C_1)$, were partially prueified, from the culture extract of a strain of Trichoderma koningii by column chromatography on DEAE-Sephadex A-50 and the step of gel filtration through Sphadex G-150, Optimum pH of CMCase was 5.2 and Avicelase showed the highest activity at pH 5.6 in acetate buffer. Optimal temperatures for activities of CMCase and Avicelase were $50^{\circ}C\;and\;60^{\circ}C, $ respectively. More than 70% of the activities of two enzymes were remained after heating at $60^{\circ}C$ for 30 min and Avicelase is more stable than any other fungal enzymes. The Michaelis constants, Km, of CMCase and Avicelase were 0.116% of CMC and 0.281% of avicel. And also the values of maximum velocity, Vmax, of CMCase and Avicelase were $23.20{\mu}g\;and\;2.54{\mu}g$ of reducing sugar per min. Of the metal ions tested against the activites of CMCase and Avicelase, $Cu^{++}, \; Hg^{++}, \;and\;Pb^{{++}$ are remarkably effective inhibitors. The molecular weights of Cx and $C_1$ component were estimated to be about 47, 000 and 61, 000 by gel filtration method.
This study was conducted in order to perform efficient extraction of lignocellulolytic enzymes amylase (EC 3.2.1.1), cellulase (EC 3.2.1.4), laccase (EC 1.10.3.2), and xylanase (EC 3.2.1.8) from spent mushroom compost (SMC) of Pleurotus ostreatus, P. eryngii, and P. cornucopiae. Optimal enzyme recovery was achieved when SMCs were extracted with 50 mM sodium citrate (pH 4.5) buffer at $4^{\circ}C$ for 2 hr. Amylase, cellulase, and xylanase activities showed high values in extracts from P. ostreatus SMC, with 2.97 U/g, 1.67 U/g, and 91.56 U/g, respectively, whereas laccase activity and filter paper degradation ability were highest in extracts from P. eryngii SMC, with values of 9.01 U/g and 0.21 U/g, respectively. Enzymatic activities varied according to the SMCs released from different mushroom farms. The synthetic dyes remazol brilliant blue R and Congo red were decolorized completely by the SMC extract of P. eryngii within 120 min, and the decolorization ability of the extract was comparable to that of 0.3 U of commercial laccase. In addition, laccase activity of the SMC extract from P. eryngii was compared to that of commercial enzymes or its industrial application in decolorization.
In this study it was found that the enzyme activities of diseased ginseng contributed greatly on the development of its root-rot disease. The 4i sensed ginseng showed higher activities of $\alpha$-amylase, p amylase, invertase, catalase, and cellulase than those of fresh one. The increased enzyme activities of diseased ginseng were originated in those from infected pathogens, which showed a proportional relationship between enzyme activities and root-rot power of them. The increases of enzyme activities during incubation of inoculated ginseng could be considerably depressed by controlling culture environments as to temperature below 4$^{\circ}C$, pH 8-9, and relative humidity about 60%, Some metal ions and organic reagents also inhibited the enzyme activities of diseased ginseng. But their inhibitory effects were not so great that they might be used to protect the disease.
연구는 3종의 이매패류를 대상으로 당면체의 소화효소 활성에 대해 조사하였다. 본 연구에 사용된 이매패류는 꼬막(n=61), 지중해담치 (n=30) 및 개조개 (n=30) 이며, 이들은 한국 남해안에서 2010년 5월에 채집하였다. 당면체의 소화 효소 활성 분석은 분광광도계를 이용하였다. 꼬막, 지중해담치, 개조개의 당면체를 구성하는 소화효소는 amylase와 cellulase가 약 90%로 대부분을 차지하였다. 그리고 꼬막, 지중해담치, 개조개의 당면체를 구성하는 소화효소 중 protease 의 활성도가 가장 낮았으며, 각각 0.02, 0, 0.08%로 나타났다. 당면체를 구성하는 소화효소 활성도는 3종 모두 cellulase > amylase > chitinase > laminarinase의 순으로 나타났다.
소와 양의 Rumen에서 Hungate's roll tube 방법에 의해 통성 혐기성 섬유소 분해세균을 분리하였다. 가장 강한 섬유소 분해력을 갖는 균주를 선발하여 형태학적 배양학적 생리학적 특성 및 전자현미경사진을 검토하여 Cellulomonas fimi C-14으로 동정(同定)하였다. 분리된 C. fimi C-14의 균생육 및 효소생산은 $30^{\circ}C$, pH6.5에서 최대이었으며, 그의 조효소(組酵素)는 pH6.0, $40^{\circ}C$에서 최대 역가를 보였으며 그 $C_1,\;C_x,\;{\beta}-glucosidase$의 Activity 는 20.6, 227.6, 0.56 $(unit{\times}10^3/ml)$ 이었다. 곰팡이 Cellulase의 첨가로 Enzyme Activity가 증가하였으며, 현사시나무의 톱밥을 기질로 하여, 분리균과 S. cerevisiae DY2를 접종하여 Ethanol 발효생산시 ${\beta}-glucosidase$의 첨가로 상승효과를 보였으며, 이단계 발효법보다 동시 당화 발효법에 의한 Ethanol 생산이 더 좋았다.
Kim, Jennifer Jooyoun;Kwon, Young-Kyung;Kim, Ji Hyung;Heo, Soo-Jin;Lee, Youngdeuk;Lee, Su-Jin;Shim, Won-Bo;Jung, Won-Kyo;Hyun, Jung-Ho;Kwon, Kae Kyoung;Kang, Do-Hyung;Oh, Chulhong
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제24권11호
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pp.1559-1565
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2014
Cellulase and xylanase are main hydrolysis enzymes for the degradation of cellulosic and hemicellulosic biomass, respectively. In this study, our aim was to develop and test the efficacy of a rapid, high-throughput method to screen hydrolytic-enzyme-producing microbes. To accomplish this, we modified the 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) method for microwell plate-based screening. Targeted microbial samples were initially cultured on agar plates with both cellulose and xylan as substrates. Then, isolated colonies were subcultured in broth media containing yeast extract and either cellulose or xylan. The supernatants of the culture broth were tested with our modified DNS screening method in a 96-microwell plate, with a $200{\mu}l$ total reaction volume. In addition, the stability and reliability of glucose and xylose standards, which were used to determine the enzymatic activity, were studied at $100^{\circ}C$ for different time intervals in a dry oven. It was concluded that the minimum incubation time required for stable color development of the standard solution is 20 min. With this technique, we successfully screened 21 and 31 cellulase- and xylanase-producing strains, respectively, in a single experimental trial. Among the identified strains, 19 showed both cellulose and xylan hydrolyzing activities. These microbes can be applied to bioethanol production from cellulosic and hemicellulosic biomass.
A metagenomic fosmid library was constructed from genomic DNA isolated from the microbial community residing in hindguts of a wood-feeding higher termite (Microcerotermes sp.) collected in Thailand. The library was screened for clones expressing lignocellulolytic activities. Fourteen independent active clones (2 cellulases and 12 xylanases) were obtained by functional screening at pH 10.0. Analysis of shotgun-cloning and pyrosequencing data revealed six ORFs, which shared less than 59% identity and 73% similarity of their amino acid sequences with known cellulases and xylanases. Conserved domain analysis of these ORFs revealed a cellulase belonging to the glycoside hydrolase family 5, whereas the other five xylanases showed significant identity to diverse families including families 8, 10, and 11. Interestingly, one fosmid clone was isolated carrying three contiguous xylanase genes that may comprise a xylanosome operon. The enzymes with the highest activities at alkaline pH from the initial activity screening were characterized biochemically. These enzymes showed a broad range of enzyme activities from pH 5.0 to 10.0, with pH optimal of 8.0 retaining more than 70% of their respective activities at pH 9.0. The optimal temperatures of these enzymes ranged from $50^{\circ}C$ to $55^{\circ}C$. This study provides evidence for the diversity and function of lignocellulose-degrading enzymes in the termite gut microbial community, which could be of potential use for industrial processes such as pulp biobleaching and denim biostoning.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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