• 제목/요약/키워드: inulinase

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과당 탄수화물의 산가수 및 효소적 분해 특성연구 (Characterization of Formation of Fructose during Acid Hydrolysis and Enzyme Treatment of Fructose Saccharides)

  • 강순아;이은영;정성제;김상무;이재철;장기효
    • KSBB Journal
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    • 제21권2호
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    • pp.140-143
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    • 2006
  • 본 연구는 레반과 레반 올리고당, 이눌린과 이눌린 올리고당의 산 및 효소적 안정성을 분석하였다. 네종류의 플락탄을 1.25% 농도로 $30^{\circ}C$, 16시간 반응시킨 후 생성된 과당의 양으로 가수분해 정도를 판단하였다. 네 종류의 플락탄은 중성과 알칼리 pH 에서는 비교적 높은 안정성을 보여, pH 14인 조건에서 레반과 이눌린은 2% 이하, 이눌린 올리고당은 10%, 레반 올리고당은 14%가 가수 분해 되었다. pH 5의 조건에서는 거의 분해되지 않았으나, 산성 조건에서는(pH 1.4) 빠르게 가수분해되어, 이눌린보다 레반이 더 빠르게 가수분해 되었다. 플락탄은 inulinase에 의하여 분해되었으나, invertase에서는 분해정도가 적었다. 이눌린 올리고당은 inulinase와 invertase 모두에서 분해되는 특성을 보였다. 본 연구결과는 플락탄을 이용한 식품가공과 보관 공정에서 플락탄의 분해속도를 예측하는데 도움을 주리라 생각된다.

Product of inulo-oligosaccharides from inulin by endo-inulinase activiting enzyme and Its deletion mutant protein from CFTase

  • 김병우;류혜경;유동주;김현정
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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    • pp.528-530
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    • 2002
  • Xanthmonas oryzae MGL21유래의 CFTase의 repeat영역을 deletion 시킨 ${\triangle}N{\triangle}C$ deletion mutant는 protein 정제결과 약 90kDa 이있으며 pH6.5, $45^{\circ}C$에서 최적 효소 반응을 하였다. 또한 Inulin과 반응시켰을 때 CFTase는 main product가 CF인데 비해 ${\triangle}N{\triangle}C$ deletion mutant는 main product가 fructooligosaccharide였다. 이러한 결과로부터 CFTase의 N말단 repeat영역과 C말단 repeat영역을 제거하였을 경우 endoinulinase와 활성이 유사하며, 유전자 크기 및 아미노산 서열도 유사함을 알 수 있었다.

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Isolation and Characterization of Endo-inulinases from Arthrobacter sp. S37

  • Koo, Bong-Seong;Kang, Su-Il;Kim, Su-Il
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제42권2호
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    • pp.71-74
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    • 1999
  • The crude enzyme prepared from the culture supernantant of Arthrobacter sp. S37 was purified by Phenyl Toyopearl column chromatography. Six endo-inulinases were detected by activity staining on native PAGE and named Inu I to Inu VI. Endo-inulinase were further purified by DEAE cellulose column chromatography and band slicing. Inu II~VI produced mainly inulotriose (F3) and inulotetraose (F4) as well as a small amount of inulobiose (F2) and fructose in contrast to Inu I producing F3, F4 and F5 from inulin. The N-terminal amino acid sequence of native and six CNBr-cleaved fragment of Inu VI were determined. No homology was found in amino acid sequences between Inu VI and other fructan hydrolase including invertase reported.

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Aspergillus ficuum 조효소액으로부터 Exoinulinase의 정제 및 특성 (Purification and Properties of Aspergillus 3cuum exoinulinase)

  • 한상배;송근섭;유향숙;노민환;이태규;손희숙;우순자;엄태봉
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.253-258
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    • 1991
  • Aspergillus ficuum이 생산하는 exoniulinase가 CM-Sephadex, DEAE-Sepharose 6B, 및 HPLC gel filtration을 통해 단백질 mg당 약 2,800U의 specific activity로 정제되었다. 이 효소는 native 상태에서 약 83,000+1,000의 분자량을 나타냈으며 당을 함유하고 있었다. 이 효소는 최적 pH가 4.4-4.7이었고, 55'C에서 8시간 노출 후에도 그 활성을 95 유지하였다. 이 효소의 I/S ratio는 약 0.35이고 전형적인 non-speific Beta-fructofuranosidase의 특성을 나타내었으며 raffinose와 stachyose를 분해할 수 있었다.

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Zymomonas mobilis와 Gluconobacter suboxydans를 이용한 돼지감자로부터 D-sorbitol 및 L-sorbose 생성에 관한 연구 (Production of D-sorbitol and L-sorbose from Jerusalem artichoke by Zymomonas mobilis and Gluconobacter sMboxpydans)

  • 전억한;김원극
    • KSBB Journal
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    • 제8권1호
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    • pp.10-16
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    • 1993
  • The use of Jerusalem artichoke containing $\beta$-1, 2-fructose oligomer for the production of D-sorbitol and L-sorbose has been studied. The employment of inulinase(0.398%, v/v) for the hydrolysis of 40% (v/w) Jerusalem artichoke juice resulted in 36.7g/1 of glucose and 85.3g/1 of fructose at $50^{\circ}C$. These sugars were utilized as substrates for D-sorbitol and L-sorbose production. Coimmobilization of inulinase and permeabilized cells of Zymomonas mobilis in the mixture of chitin (5%, w/e) and x-carrageenan(4%, w/v) resulted in the production of 30.2g/1 of D-sorbitol by using inulin as a substrate. The process of L-sorbose production from D-sorbitol by Gluconobacter suboxydans was optimized with respect to the substrate concentration, level of dissolved oxygen and glucosic and concentration. Gluconlc acid produced by Zymomonas mobilis from glucose was found to inhibit Gluconobacter suboxtans in conversion of D-sorbitol to L-sorbose. In view of removing such inhibitory effect by gluconic acid, mutants were selected by the NTG (N-methyl-N'-N'-nitro-N-nitrosoguanidlne) treated method. Mutants selected by NTG mutagenesis showed no inhibitory effects of gluconic acrid against L-sorbone production when its concentration increased up to 100g/1. A mutant produced 40.1g/l of L-sorbose in the medium containing 100g/l D-sorbitol and 100g/l-gluconic acid. This result is consider able when compared with L-sorbose concentration (21.7g/1) obtained from the fermentation with wild type strain of Gluconobacter suboxnians.

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국산 식품에서 이눌린타입과 레반타입 플럭탄 정량분석 연구 (Studies in Quantitative Analysis of Inulin-type and Levan-type Fructan in some Korean Foods)

  • 장은호;남동훈;이재철;장기효
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.519-526
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    • 2018
  • 플럭탄은 과당으로 이루어진 과당 중합체를 말하며 식품에서는 양파, 마늘, 치커리, 돼지감자, 바나나, 청국장 등에 존재한다. 본 연구의 목적은 레반형과 이눌린형 플럭탄의 정성분석에서 산가수분해법과 효소적 분해법을 비교하여 분석조건의 최적화이다. 또한, 선정된 분석조건에서 한국인의 섭취빈도가 높은 플럭탄 함유식품을 2017년산 제품을 대상으로 플럭탄 함량을 분석하였다. 플럭탄 표준물질을 대상으로 옥살산을 사용한 산가수분해 실험에서는 옥살산 농도에 의존적으로 분해산물인 과당의 농도가 증가하였다. 이눌린나아제(inulinase) 처리시 레반형 플럭탄은 효과적으로 과당으로 분해되었다. 인버타아제(invertase) 처리시 레반형 플럭탄은 일부 분해가 진행되었으나 반응속도가 낮았다. 한국인의 섭취빈도가 높게 나타난 양파, 마늘, 바나나, 청국장을 대상으로 세 가지 방법을 적용시 옥살산 처리 시료에서 과당 함량이 가장 높게 나타났으며 청국장을 제외한 모든 시료들에서 이눌린나아제 처리시 과당 함량이 인버타아제 처리군보다 높았다. 양파, 마늘의 섭취에서 예상되는 한국인들의 플럭탄 일일섭취량은 약 1,172~3,402 mg였다. 결론적으로, 본 연구결과는 플럭탄 함유식품의 인체내장건강에 대한 이해에 도움을 줄 것으로 기대된다.

Cloning and Characterization of Cycloinulooligosaccharide Fructanotransferase (CFTase) from Bacillus polymyxa MGL21

  • Jeon, Sung-Jong;You, Dong-Ju;Kwon, Hyun-Ju;Shigenori Kanaya;Namio Kunihiro;Kim, Kwang-Hyeon;Kim, Young-Hee;Kim, Byung-Woo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제12권6호
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    • pp.921-928
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    • 2002
  • Microorganism producing extracellular CFTase was isolated from soil and designated as Bacillus polymyxa MGL21. The gene encoding the CFTase (cft) from B. polymyxa MGL21 was cloned and sequenced. The ORF of the cf gene was composed of 3,999 nucleotides, encoding a protein (1,333 amino acids) with a predicted molecular mass of 149,375 Da. Sequence analysis indicated that CFTase was divided into five distinct regions. CFTase contained three regions of repeat sequences at the N-terminus and C-terminus. The endo-inulinase region of homology (ERH) of CFTase was similar to that of Pseudomonas mucidolens endo-inulinase ($50\%$ identity, 259 amino acids). Furthermore, CFTase possessed a highly conserved core region, which is considered to be functional for the hydrolysis reaction of inulin. The cft gene was expressed in a His-tagged form in Escherichia coli cells, and the His-tagged CFTase was purified to homogeneity. The optimal temperature and pH for CFTase activity were found to be $50^{\circ}C$ and 9.0, respectively. The enzyme activity was completely inhibited by 10 mM $Ag^+\;and\;Cu^2+$. Thin-layer chromatography analyses indicated that CFTase catalyzed not only the cyclization reaction ut also disproportionation and hydrolysis reactions as well.

Microbacterium sp. A-210이 생성하는 Levan fructotransferase의 정제 및 생물학적 특성에 관한 연구 (Purification and Biological Characterization of Wild-type and Mutants of a Levan Fructotransferase from Microbacterium sp. AL-210)

  • 황은영;정미숙;차재호;장세복
    • 생명과학회지
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    • 제19권9호
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    • pp.1218-1225
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    • 2009
  • DFA (Difructose anhydride)는 특유의 구조적인 안정성 때문에 당뇨병 환자를 위한 당원으로써 적합하다는 연구가 보고 되어 있다. DFA에는 4가지 type이 있는데 inulin에 의한 DFA I DFA III DFAV가 있고 levan에 의한 DFA IV가 있는 것으로 알려져 있다. 특히 DFA IV는 당뇨병 환자를 위한 당원 뿐 만 아니라 rat을 이용한 연구에서 칼슘의 흡수를 도와 준다는 보고가 있었다. 이러한 DFAIV를 생성하는 데 쓰이는 Microbacterium sp. AL-210에서 유래한 LFTase (Levan fructotransferase)의 wild-type과 mutants (D63A, D195N, N85S)의 구조적 특성을 밝히기 위해 정제하였다. LFTase의 wild-type과 mutants들을 대량 발현시킨 후 흡착 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피 그리고 젤 여과 크로마토그래피를 이용하여 고순도로 분리 정제하였으며 이를 SDS-PAGE를 통하여 확인하였다. 분리 정제된 단백질을 JNET 이차 구조 예측 프로그램, solubility 측정, CD (원 편광 이색성 분광편광계), fluorescence spectroscopy (형광분석법), DSC (시차주사열량계)를 이용하여 분석하였다. 또한 다중 정렬과 2차 구조 예측 프로그램을 이용하여 wild-type의 2차 구조를 분석하였다. Solubility 측정에서 가장 적합한 온도는 $55^{\circ}C$, 최상의 pH는 7.5로 나타났다. CD 분석에서 wild-type과 비교한 결과 다른 mutant에 비해 N85S의 $\alpha$-helix가 많이 감소한 것과 $\beta$ strand와 random coil이 증가한 것을 확인하였다. 또한 DSC 분석을 통해 wild-type이 다른 mutants에 비해 안정적인 구조를 지닌 것을 확인하였다. 형광분석에서 N85S가 wild-type과 가장 유사하게 나타났으며 D63A와 D195N은 wild-type에 비해 높은 강도를 나타내었다. 또한 wild-type의 sequence를 Exo-inulinase from Aspegillus awamori, a plant fructan 1-exohydrolase from Cichorium intybus 그리고 invertase from Thermotogo maritime (Tm)의 sequence와 다중 정렬한 결과 Exo-inulinase와 높은 identity를 보였다.

Rapid Purification of Recombinant Human Lipocortin-I Secreted from Saccharomyces cerevisiae

  • Chung, Bong-Hyun;Nam, Soo-Wan
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제5권4호
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    • pp.242-246
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    • 2000
  • Human lipocortin-I was expressed as a secretory product by Saccharomyces cerevisiae harboring an expression system consisting of GAL10 promoter, inulinase signal sequence and lipocortin-I terminator. Fed-batch fermentation was carried out to overproduce recombinant human lipocortin-I. The culture medium was desalted and concentrated by ultrafiltration, and then subjected to hydroxyapatite column chromatography. The lipocortin-I was purified to >98% purity by single-step hydroxyapatite column chromato-graphy. However, it was found that the purified lipocortin-I was a proteolytically-cleaved form which was cleaved immediately after the basic amino acid Lys26.

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Production of Active Carboxypeptidase Y of Saccharomyces cerevisiae Secreted from Methylotrophic Yeast Pichia pastoris

  • RO, HYEON-SU;LEE, MI-SUN;HAHM, MOON-SUN;BAE, HEE-SUNG;CHUNG, BONG HYUN
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권1호
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    • pp.202-205
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    • 2005
  • Our previous study showed that the overexpression of carboxypeptidase Y (CPY) of Saccharomyces cerevisiae in Escherichia coli resulted in the formation of insoluble inclusion bodies. To produce soluble CPY, we designed a novel Pichia pastoris expression system, in which the following were inserted into expression vectors: three different signal sequences derived from the mating factor a1 of S. cerevisiae, an inulinase of Kluyveromyces marxianus, and the endogenous signal sequence of CPY. The expression vector pHIL-D2-SSinul-proCPY was the most effective in the production of proCPY among the vectors examined. The purified active CPY was obtained from proCPY by treating with proteinase K, followed by QExcellose ion-exchange column chromatography.