Extracellular keratinase isolated from Aspergillus flavus K-03 was immobilized on calcium alginate. The properties and reaction activities of free and immobilized keratinase with calcium alginate were characterized. The immobilized keratinase showed proteolytic activity against soluble azo-casein and azo-keratin, and insoluble feather keratin. Heat stability and pH tolerance of keratinase were greatly enhanced by immobilization. It also displayed a higher level of heat stability and an increased tolerance toward alkaline pHs compared with free keratinase. During the durability test at $40^{\circ}C$, 48% of the original enzyme activity of the immobilized keratinase was remained after 7 days of incubation. The immobilized keratinase exhibited better stability, thus increasing its potential for use in industrial application.
Keratinase is widely used in certain industrial applications. The present study sought to improve the culture conditions of Bacillus subtilis SMMJ-2 to facilitate mass production of keratinase. Strain SMMJ-2 was irradiated by ultraviolet light and the resulting isolates were tested for keratinase activity. Isolates displaying elevated keratinase activity were selected and used to determine the optimum temperature (24, 30, 37, 45, $55^{\circ}C$) for bacterial keratinase production during a 4 day incubation period. The highest enzyme activity (55 units/mL/min), from a Bacillus subtilis SMMJ-2 mutant (mutant No. 2) was demonstrated following incubation at $30^{\circ}C$. The effects of carbon and nitrogen sources on keratinase production were confirmed by measuring the enzyme activity from the culture broth of the mutant strain cultured in various media containing different carbon source and nitrogen sources during a 4 day period. The optimal medium composition for producing keratinase consisted of 1% glucose, 0.7% $K_2HPO_4$, 0.2% $K_2HPO_4$, and 1.2% soybean meal. Optimal initial pH and temperature for producing keratinase were 7.0 and $30^{\circ}C$, respectively. Keratinases produced by B. subtilis SMMJ-2 and the mutant No. 2 were purified from the culture broth which used soybean meal as a nitrogen source. Membrane ultrafiltration, DEAE-sephacel ion exchange and Sephadex G-100 gel chromatography were used to purify the enzymes. The purified keratinases from both B. subtilis SMMJ-2 and the mutant No. 2 showed single bands and their molecular weights were estimated as 28 kDa and 42 kDa, respectively on SDS-polyacrylamide gel electrophoresis.
Hwang, Kun;Chang, Chung-Soon;Kim, Dae Joong;Kim, Sung;Joo, Han Seung;Lee, Seung Jin
Archives of Plastic Surgery
/
v.32
no.3
/
pp.357-362
/
2005
The aim of this study is to elucidate the effect of keratinase on epidermis of rat skin. Twenty-five male Sprague-Dolly rats were used. The hair on the back were removed and $2{\times}2cm$ area was marked. The rats were divided five groups; 1) Control group(Co), 2) Cleansing gel group(Cl), 3) Cleansing gel+keratinase group, 4) Exfoliant gel group(Ex), and 5) Exfoliant gel+ keratinase group(Ex+K). The solutions were applied to the back area twice a day for five days. On fifth day, the skins were harvested, fixed and prepared for histologic sections. The thickness of keratin layer, living epidermis, dermis, and cell layer number of living epidermis were measured. In the group containing keratinase(Cl+K, Ex+K), the thickness of keratin layer and living layer were thinner than other groups. However, there were no significant differences of the cell layer number of living epidermis and thickness of the dermis among the five groups. We think the keratinase may have the effect thinning the keratin layer as well as the thickness of living epidermis, without effecting the living cell and dermal component. The keratinase containing soap may be of benefit to remove the excess keratin layers in human.
This study was performed to investigate the nutritional conditions controlling keratinase activity in Bacillus megaterium F7-1. B. megaterium F7-1 produced keratinase using chicken feather as a sole source of carbon, nitrogen and sulfur. Addition of the feather medium with glucose enhanced keratinase production (68.9 U/ml), compared to control without glucose (63.2 U/ml). The synthesis of keratinase was repressed by addition of $NH_4Cl$ in B. megaterium F7-1. The highest keratinase production (70.9 U/ml) was obtained with the feather medium containing glucose and $MgSO_4{\cdot}7H_2O$. Keratinase was produced in the absence of feather (4.9 U/ml), indicating its constitutive synthesis. Feather degradation resulted in free SH group formation. B. megaterium F7-1 effectively degraded chicken feather meal (86%), whereas duck feather, human nail, human hair and sheep wool displayed relatively low degradation rates (8-34%).
The effects of solvent type and concentration, solid/liquid ratio, extraction time and repeated extraction on recovery of keratinase from solid-state fermentation (SSF) of chicken feather by a local Streptomyces sp. NRC 13S were investigated in order to establish the experimental conditions for keratinase yield. Among solvents tested, 0.5% (v/v) glycerol was the best. Box-Behnken design was used to investigate the effect of relevant variables on keratinase recovery. The factors investigated were solid/liquid ratio (1:1.66-1:6.66 g/mL), glycerol concentration (0.5-5% v/v) and repeated extraction (1-5 cycle). The results showed that the maximum recovery of keratinase (6933.3 U/gfs) was obtained using 0.5 (v/v) glycerol as extracting solvent, in a solid/liquid ratio of 1:5 and three extraction cycles.
A bacterial strain WJ-98 found to produce active extracellular keratinase was isolated from the soil of a poultry factory. It was identified as Paracoccus sp. based on its 16S rRNA sequence analysis, morphological and physiological characteristics. The optimal culture conditions for the production of keratinase by Paracoccus sp. WJ-98 were investigated. The optimal medium composition for keratinase production was determined to be 1.0% keratin, 0.05% urea and NaCl, 0.03% K$_2$HPO$_4$, 0.04% KH$_2$PO$_4$, and 0.01% MgCl$_2$$.$6H$_2$O. Optimal initial pH and temperature for the production of keratinase were 7.5 and 37$^{\circ}C$, respectively. The maximum keratinase production of 90 U/mL was reached after 84 h of cultivation under the optimal culturing conditions. The keratinase from Paracoccus sp. WJ-98 was partially purified from a culture broth by using ammonium sulfate precipitation, ion-exchange chromatography on DEAE-cellulose, followed by gel filtration chromatography on Sephadex G-75. Optimum pH and temperature for the enzyme reaction were pH 6.8 and 50$^{\circ}C$, respectively and the enzymes were stable in the pH range from 6.0 to 8.0 and below 50$^{\circ}C$. The enzyme activity was significantly inhibited by EDTA, Zn$\^$2+/ and Hg$\^$2+/. Inquiry into the characteristics of keratinase production from these bacteria may yield useful agricultural feed processing applications.
Thirteen different Streptomyces isolates were evaluated for their ability to produce keratinase using chicken feather as a sole carbon and nitrogen sources under solid state fermentation (SSF). Streptomyces sp. NRC 13S produced the highest keratinase activity [1,792 U/g fermented substrate (fs)]. The phenotypic characterization and analysis of 16S rDNA sequencing of the isolate were studied. Optimization of SSF medium for keratinase production by the local isolate, Streptomyces sp. NRC13S, was carried out using the one-variable-at-a-time and the statistical approaches. In the first optimization step, the effect of incubation period, initial moisture content, initial pH value of the fermentation medium, and supplementation of some agro-industrial by-products on keratinase production were evaluated. The strain produced about 2,310 U/gfs when it grew on chicken feather with moisture content of 75% (w/w), feather: fodder yeast ratio of 70:30 (w/w), and initial pH 7 using phosphate buffer after 8 days. Based on these results, the Box-Behnken design and response surface methodology were applied to find out the optimal conditions for the enzyme production. The corresponding maximal production of keratinase was about 2,569.38 U/gfs.
A keratinolytic enzyme secreted by Aspergillus flavus K-03 cultured in feather meal basal medium (FMBM) containing 2% (w/v) chicken feather was purified and characterized. Keratinolytic enzyme secretion was the maximal at day 16 of the incubation period at pH 8 and $28^{\circ}C$. No relationship was detected between enzyme yield and increase of fungal biomass. The fraction obtained at 80% ammonium sulfate saturation showed 2.39-fold purification and was further purified by gel filtration in Sephadex G-100 followed by ion exchange chromatography on DEAE-Sephadex A-50, yielding an active protein peak showing 11.53-fold purification. Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and zymograms indicated that the purified keratinase is a monomeric enzyme with 31 kDa molecular weight. The extracellular keratinase of A. flavus was active in a board range of pH ($7{\sim}10$) and temperature ($30^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$) profiles with the optimal for keratinase activity at pH 8 and $45^{\circ}C$. The keratinase activity was totally inhibited by protease inhibitors such as phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), iodoacetic acid, and ethylenediaminetetraacetate (EDTA) while no reduction of activity by the addition of dithiothreitol (DTT) was observed. N-terminal amino acid sequences were up to 80% homologous with the fungal subtilisins produced by Fusarium culmorum. Therefore, on the basis of these characteristics, the keratinase of A. flavus K-03 is determined to be subtilisins-like.
Two experiments were conducted to investigate the in vitro ability of keratinase to hydrolyze soybean glycinin and ${\beta}$-conglycinin and to evaluate the in vivo effects of keratinase when included in corn-soybean diets with different levels of crude protein and fed to nursery pigs. In experiment 1, a saturated keratinase solution (1 ml) was added to two blank controls of either glycinin or ${\beta}$-conglycinin resulting in the hydrolysis of 94.74% glycinin and 88.89% ${\beta}$-conglycinin. In experiment 2, 190 pigs (8.3${\pm}$0.63 kg BW) were allotted to one of four treatments in a 2${\times}$2 factorial arrangement on the basis of body weight, and sex was balanced among the pens. The effects of crude protein (19 vs. 22%) and keratinase (0 vs. 0.05%) were studied. Each treatment was applied to six pens with seven (two pens) or eight pigs per pen. Pigs were fed the experimental diets for 21 d. Weight gain and feed conversion ratio were improved (p<0.05) with keratinase supplementation while feed intake was reduced (p<0.05). Keratinase supplementation increased (p<0.05) the apparent total tract digestibility of dry matter, energy, crude protein and phosphorus. Keratinase supplementation also increased n-butyric acid in the cecum and colon, lactobacilli and total anaerobe counts in the colon as well as the ratio of villus height to crypt depth in the ileum. Additionally, fecal score, ammonia nitrogen and branch chain volatile fatty acids in the colon, E. coli and total aerobe counts in the colon, crypt depth in the jejunum and ileum as well as serum interleukin-1 and interleukin-6 concentrations were also decreased (p<0.05) by keratinase supplementation. A reduction in dietary crude protein decreased (p<0.05) colon ammonia nitrogen concentration and cecal propionic acid and branch chain volatile fatty acid concentrations. In addition, cecal E. coli counts, colon total anaerobe counts, ileal crypt depth, and serum interleukin-1 and interleukin-6 concentrations were also decreased (p<0.05) with the reduction of dietary crude protein. With the exception of fecal scores, there were no significant interactions between crude protein and keratinase. This study provides evidence that dietary keratinase supplementation improved nursery pig performance by improving intestinal morphology and ecology, thus improving nutrient digestibility and alleviating the inflammatory response.
The egg shell membrane degrading isolated from soil was identified as Bacillus licheniformis by 16S rDNA identification method. A keratinase was isolated from the Baciilu licheniformis culture. DEAE-cellulose ion-exchange and Sephadex C-75 gel chromatograhies were used to purify the enzyme. The specific activity was increased 17.3-fold by the purification procedures. Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis and Sephadex G-75 chromatography indicated that the purified keratinase was monomeric and had a molecular weight of 65 kDa. The enzyme showed optimum activity at pH 9.0, and was stable above pH 9.0. The optimum temperature was 50$\^{C}$ and the enzyme was stable in the temperature ranges from 20$\^{C}$ to 50t. By the addition of 1 mM and 10 mM FeSO4, the activities of the enzyme were increased to 111$\pm$4.6% and 133$\pm$3.79%, respectively. The keratinase was an alkaline serine pretense because it was inhibited only by phenylmethylsulfonylfluorice (PMSF).
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.