• Applied Biological Chemistry
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• 제48권1호
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• pp.16-22
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• 2005

키토산분해효소(Chitosanases, EC 3.2.1.132)는 당질가수분해효소군의 하나로, 아미노당인 D-glucosamine polymer인 chitosan의 ${\beta}-1,4-glycoside$ 결합을 가수분해하는 효소이며, 세균, 곰팡이, 식물 등에 널리 분포한다. 본 논문에서는 chitosanase의 N-말단 아미노산의 서열과 입체구조에 근거한 family 및 clan 분류, 작용모형, 절단 유형, subclass 분류, 및 family-subclass 상관성을 검토하였다. 아미노산 서열과 입체구조와 기질의 분해패턴 사이에는 깊은 상관이 있음을 확인 제시하였다. 다양한 종 유래 chitosanase의 1차구조의 해명과 진화적 상관 규명, 나아가 보다 정교한 chitosanase의 정의와 다양한 산업적 응용에의 가능성도 검토하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권3호
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• pp.216-223
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• 2003

새롭게 분리된 Bacillus cereus H-1으로부터 크기가 45-kDa인 chitosanase를 정제하여 특성을 파악하였고 1.3-kb의 chitosanase 유전자(choA)를 대장균에 클로닝하여 발현시켰다. H-1의 chitosanase 단백질(ChoA)은 ammonium sulfate 침전과 CM-sephadex칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 최적 pH는 약 7이었고 pH 안정성은 $50^{\circ}C$에서 4-11로 나타났다. 최적 온도는 약 5$0^{\circ}C$였으며 효소 활성은 $45^{\circ}C$ 아래에서 비교적 안정하였다. H-1 chitosanase는 soluble 또는 glycol chitosan뿐만아니라 carboxymethyl cellulose(CMC)에 대한 활성도 나타내었다. 정제된 ChoA의 MALDI-TOF MS분석에 기초하여 이미 알려진 다른 Bacillus chitosanases와의 데이터베이스 검색을 통해 전체 아미노산 서열을 밝혀내었다. Chitosanase gene에 해당하는 1.6 kb의 PCR 산물을 얻었으며 그의 DNA 서열을 결정하였다. choA의 추정 아미노산은 Bacillus sp. No 7-M과 Bacillus sp. KCTC0377BP의 아미노산과 98%의 유사성을 나타내었다. 재조합 ChoA단백질은 E. coli DH5$\alpha$에서 원 균주와 동일한 크기로 발현되었다. N말단의 추정아미노산서열을 다른 chitosanas리 서열과 비교해 볼때 ChoA는 chitosanase-cellulase 활성을 갖는 family 8에 속하는 미생물 endo-chitosanaseT. 추정되었다.

• 미생물학회지
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• 제42권2호
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• pp.142-148
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• 2006

본 연구는 다양한 생리활성을 가지고 있는 chitosan oligosaccharides를 효소적 방법으로 생산하기 위한 기초 연구로서, 전통발효식품인 메주에서 chitosan 분해능이 우수한 균주를 분리하였다. 분리한 균주를 형태학적, 생화학적 및 분자생물학적 방법을 이용하여 동정한 결과, Bacillus amyloliquefaciene MJ-1으로 명명하였다. B. amyloliquefaciene MJ-1으로 부터 chitosanase 유전자를 포함하는 1,049 bp DNA 단편을 클로닝하였으며, chitosanase 유전자는 825 염기로서 274 개의 아미노산으로 구성되어 있었고, 예상 분자랸은 30.9 kDa이었다. 클로링한 chitosanase의 homology search 결과, glucoside hydrolase family 46에 속하는 chitosanase로 추정되었다. B. amyloliquefaciene MJ-1 chitosanase 유전자를 E. coli BLR (DE3)에 도입하였으며, 1 mM의 IPTG로 chitosanase 과잉 발현을 유도하고 정제한 후, pH및 온도에 대한 특성을 조사하였다. 효소 활성의 최적 온도는 $60^{\circ}C$이었으며, $80^{\circ}C$에서도 75%의 활성을 나타내었으므로 내열성을 가진 효소로 추정되었다. 한편, 최적 pH는 5.0 이었으며, pH $5{\sim}7$사이에서 80% 이상의 높은 활성을 유지하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권3호
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• pp.563-569
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• 2004

The DNA sequence of the chitosanase gene (choK) from $\beta$-Proteobacterium KNU3 showed an 1,158-bp open reading frame that encodes a protein of 386 amino acids with a novel 74 signal peptide. The degenerated primers based on the partial deduced amino acid sequences from MALDI- TOF MS analyses yielded the 820 bp of the PCR product. Based on this information, double inverse PCR cloning experiments, which use the two specific sets of PCR primers rather than single set primers, identified the unknown 1.2 kb of the choK gene. Subsequently, a 1.8 kb of full choK gene was cloned from another PCR cloning experiment and it was then subcloned into pGEM T-easy and pUC18 vectors. The recombinant E. coli clone harboring recombinant pUC18 vector produced a clear halo around the colony in the glycol chitosan plates. The recombinant ChoK protein was secreted into medium in a mature form while the intracellular ChoK was produced without signal peptide cleavage. The activity staining of PAGE showed that the recombinant ChoK protein was identical to the chitosanase of wild-type. The comparison of deduced amino acid sequences of choK revealed that there is 92% identity with that of Sphingobacterium multivorum chitosanase. Judging from the conserved module in other bacterial chitosanases, chitosanase of KNU3 strain (ChoK) belongs to the family 80 of glycoside hydrolases.

• 생명과학회지
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• 제18권11호
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• pp.1617-1624
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• 2008

키틴과 그 탈아세틸화된 형태인 키토산은 지구 상에 가장 풍부하게 존재하는 바이오매스의 하나이다. 키틴과 키토산은 항균활성, 면역증강, 중금속 흡착 등 다양한 생리활성을 보이고 있으며 식품, 의약품, 환경산업 등에서 다양하게 응용되고 있다. 이러한 키틴/키토산을 가수분해하는 효소들과 그 3차구조, 유전자들이 세균, 고세균, 진핵생물등 모든 생물종에서 보고되어 왔다. 탄수화물을 가수분해하는 효소들은 그 아미노산 서열에 따라 CAZy (Carbohydrate Active Enzymes) 데이터베이스에 분류되었는데 흥미롭게도 최근까지 키틴가수분해효소와 키토산가수분해효소들은 14개의 glycosyl hydrolase (GH) family들로 분류되어 있다(GH2, GH5, GH7, GH8, GH18, GH19, GH20, GH46, GH48, GH73, GH75, GH80, GH84, GH85). 본 총설에서는 새로운 유전자원를 찾기위한 한 방편으로서 최근에 새롭게 분류된 glycosyl hydrolase family의 분류법에 따라 각각의 GH family에 속하는 키틴/키토산가수분해효소의 종류 및 구조, 그리고 그 효소적 특징에 대하여 논하고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권12호
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• pp.1699-1706
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• 2014

A lichenase gene (mt-lic) was identified for the first time through function-based screening of a soil metagenomic library. Its deduced amino acid sequence exhibited a high degree of homology with endo-${\beta}$-1,3-1,4-glucanase (having both lichenase and chitosanase activities), encoded by the bgc gene of Bacillus circulans WL-12. The recombinant lichenase overexpressed and purified from Escherichia coli was able to efficiently hydrolyze both barley ${\beta}$-glucan and lichenan. The enzyme showed maximal activity at a pH of 6.0 at $50^{\circ}C$, with Azo-barley-glucan as the substrate. The metal ions $Mn^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, and $Fe^{2+}$ enhanced the enzymatic activity, whereas the $Cu^{2+}$ and $Zn^{2+}$ ions inhibited the enzymatic activity. The $K_m$ and $V_{max}$ values of the purified lichenase were determined to be 0.45 mg/ml and 24.83 U/min/mg of protein, respectively.