Xylanase has been applied in various sectors, such as biomass conversion, paper, pulp, textiles, and pharmaceutical industries. This study aimed to isolate and screen potential xylanase-producing fungi from the soil of Suphan Buri Province, Thailand. Fifteen fungi were isolated, and their xylanase activities were tested by the qualitative method. The result showed that isolate SP3, SP10 and SP15 gave high xylanase activity with potency index (PI) of 2.32, 2.01 and 1.82, respectively. These fungi were selected for the xylanase quantitative test, isolate SP10 performed the highest xylanase activity with 0.535 U/mL. Through molecular methods using the 𝛽-tubulin gene, isolate SP10 was identified as Penicillium menonorum. The xylanase characteristics from P. menonorum SP10 were determined, including the xylanase isoforms and the optimum pH and temperature. The xylanase isoforms on SDS-PAGE indicated that P. menonorum SP10 produced two xylanases (45 and 54 kDa). Moreover, its xylanase worked optimally at pH 6 and 55 ℃ while reaching 61% activity at 65 ℃. These results proposed P. menonorum SP10 as a good candidate for industrial uses, especially in poultry feed and pulp industries, to improve yield and economic efficiency under slightly acidic and high-temperature conditions.
Xylanase를 생산하는 알칼리 내성 Bacillus alcalophilus AX2000의 chromosomal DNA로부터 xylanase 유전자를 cloning하여 그 염기배열 순서를 결정한 다음 이로부터 유전자 발현에 관련된 구조를 분석하였다. Xylanase 유전자의 cloning을 위해 제한효소 PstI으로 절단한 B. alcalophilus AX2000의 chromosomal DNA와 pUC19을 ligation 시켜 E. coli $DH5\alpha$에 형질전환시킨 후 형질전환체 중에서 xylanase 활성을 나타내는 재조합 plasmid pXTY99를 분리하였다. 재조합 plasmid pXTY99은 pUC19의 PstI 부위 내에 7kb의 외래 DNA가 삽입 되 었다. Cloning된 xylanase 유전자(xynT)의 염기배열을 분석한 결과 유전자의 크기는 1,020 bp이었고 이는 340개의 아미노산으로 구성된 분자량 40 kDa의 poly-peptide를 coding하고 있었다. 이 염기배열은 AUG 개시 codon으로부터 각각 259와 282 base상류에 TACAAT의 -10 box와 GTTCACA인 -35 box로 추정되는 염기배열이 존재하였으며 ribosome 결합부위가 존재하였다. B. alcalophilus AX2000의 xylanase와 아미노산배열의 유사성이 가장 높은 xylanase는 Bacillus sp. N137과 B. stearothemophilus 21 유래의 xylanase로 각각 $61\%$와 $59\%$의 유사성을 나타내었다.
목재 저장소의 토양에서 분리된 호열성 세균인 Paenibacillus sp. DG-22로부터 xylanase를 생산하기 위한 배양조건을 최적화시키기 위해 연구를 수행하였다. Xylanase생산은 세포의 생장과 연관된 양상을 나타내었다. Xylanase 활성은 배양상청액에서만 발견된 반면 $\beta-xylosidase$활성은 주로 세포와 결합되어 있었다. Xylanase활성의 형성은 자일란에 의해 유도되었고 포도당과 자일로스에 의해서 억제되었다. 여러 상업적 자일란을 이용하여 xylanase의 생산양상을 조사한 결과 0.1-0.5%의 birchwood xylan에서 가장 높은 생산율을 나타내었다. 조사된 여러 질소 원들 중 효모추출물이 xylanase생산을 위하여 최적이었다. xylanase의 활성은 $Co^{2+},\; Cu^{2+},\; Fe^{3+},\; Hg^{2+}\;$ 와$\; Mn^{2+}$ 이온들에 의하여 억제된 반면 $Ca^{2+},\; Mg^{2+},\; Ni^{2+},\; Zn^{2+}$ 이온들과 DTT에 의해서는 촉진되었다. 수은은 5 mM의 농도에서 xylanase 활성을 완전히 파괴하였다. 자일란 가수분해의 주된 산물은 자일로바이오스, 자일로트라이오스 그리고 자일로 올리고당이었고 이것은 이 효소가 endoxylanase라는 것을 나타낸다.
A thermophilic bacterium producing the extracellular cellulase-free xylanase was isolated from soil and has been identified as Bacillus sp. The optimal growth temperature was 50$\circ$C and the optimal pH, 7.0. Under the optimal growth condition, maximal xylanase production was 2.2 units/ml in the flask culture. The enzyme production was induced by xylan and xylose, but was repressed by sucrose or trehalose. The partially purified xylanase was most active at 70$\circ$C. It was found that the enzyme was stable at 65$\circ$C for 10 hours with over 75% of the activity. The enzyme was most active at pH 7.0 and retained 90% of its maximum activity between pH 5.0 and pH 9.0 though Bacillus sp. was not grown on alkaline conditions (>pH 8.0). In addition, the activity of xylanase was over 60% at pH 10.0. At the ambient temperature, the enzyme was stable over a pH range of 5.0 to 9.0 for 10 h, indicating that the enzyme is thermostable and alkalotolerant. The activity of xylanase was completely inhibited by metal ions including Hg$^{2+}$ and Fe$^{2+}$, while EDTA, phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), $\beta$-mercaptoethanol and SDS didn't affect its activity. The enzyme was also identified to exert no activity on carboxymethylcellulose, laminarin, galactomannan, and soluble starch.
Xylanase를 생산하는 내열성 Bacillus pumilus TX703의 chromosomal DNA로부터 xylanase 유전자를 cloning하여 그 염기배열 순서를 결정한 다음 이로부터 유전자 발현에 관련된 구조를 분석하였다. Xylanase 유전자의 cloning을 위해 제한효소 HindIII로 절단한 B. pumilus TX703의 chromosomal DNA와 pUC19을 ligation시켜 E. coli DH5 $\alpha$에 형질전환시킨 후 형질전환체 중에서 xylanase 활성을 나타내는 재조합 plasmid pXES106을 분리하였다. 재조합 plasmid pXES106은 pUC19의 HindIII 부위 내에 2.24 kb의 외래 DNA가 삽입되었고, 이 plasmid DNA를 분리하여 E. coli DH5 $\alpha$에 재형질전환시킨 결과 vector 내에 xylanase 유전자가 cloning되었음을 확인하였다. Cloning된 유전자의 염기배열을 분석한 결과 이 유전자의 총 크기는 2,187 bp였고 이는 409개기 아미노산을 coding 하는 open reading frame 1,227 bp를 포함하고 있었다. 이 염기배열은 ATG개시 codon으로부터 각각 193과 216 base 상류에 TTTAAT의 -10 box와 TCGAAA인 -35 box로 추정되는 염기배열이 존재하였고 -10 box로부터 7 bp하류에 전사개시점인 A가 위치하고 있었다. 또한, 개시 codon으로부터 432 bp 상류에 공통염기배열과 14개의 염기 중 11개의 염기가 일치하는 TGATGGCGTCGGCA의 catabolite responsive element (CRE)가 존재하였다. B. pumilus TX703의 xylanase와 아미노산배열의 유사성이 가장 높은 xylanase는 Hordeum vulgare의 isozyme X-I이었고 본 xylanase는 208번째와 322번째에 glutamic acid 잔기를 가지고 있어 Clostridium thermocellum, Dictyoglomus thermophilum, Thermotoga neapolitana 등에서 밝혀진 바와 같이 glutamic acid 부위가 xylanase의 활성부위라 여겨진다.
왕겨를 탄소원으로 사용하여 증균 배양을 실시함으로써 국내 사찰에서 제조된 된장으로부터 xylan 분해능 우수한 균주를 분리하였다. 분리균 YB-1301은 DNA gyrase subunit B 유전자(gyrB)의 염기서열에 근거하여 Bacillus safensis로 동정되었다. B. safensis YB-1301을 밀기울 또는 여러 종류의 xylan들이 첨가된 배지에서 배양하였을 때 xylanase의 생산성이 급격하게 증가되었다. 특히 birchwood xylan이 첨가된 LB 배지에서 플라스크 배양을 하였을 때 최대 340 U/ml 이상의 xylanase 생산성을 보였다. Xylan이 첨가되지 않은 LB 배지에서는 매우 소량의 xylanase가 균의 성장과 연계되어 항시적으로 생산되지만, xylan이 첨가된 배지에서는 정지기 생육단계에서 xylanase의 생산이 크게 유도되었다. 더구나 xylanase 생합성은 가수분해되지 않은 xylan 보다 xylan의 효소적 가수분해 산물에 의해 더 빠르게 유도되었다. 또한 B. safensis YB-1301의 배양상등액에 존재하는 xylanase는 55℃와 pH 6.5−7.0의 반응조건에서 최대활성을 나타냈다.
Wu, Yubo;Lai, Changhua;Qiao, Shiyan;Gong, Limin;Lu, Wenqing;Li, Defa
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
제18권1호
/
pp.66-74
/
2005
Three experiments were conducted to study the property of xylanase and the effects of xylanase in wheat-based diets on growth performance of broilers, respectively. Experiment 1 was performed in vitro to evaluate the effect of different pH and temperature on xylanase activity, and to evaluate the enzymic stability under different conditions. The results indicated that the optimum temperature and pH for xylanase activity were $50^{\circ}C$ and 4.5, respectively. The activity of enzyme solution was reduced rapidly after the treatment of water bath above $60^{\circ}C$ for 10 min. The enzyme was relatively stable at pH 3.5 to 8.0 and deteriorated when incubated at pH below 3.5. In Experiment 2, a total of 378 d-old male Arbor Acres broilers were randomly distributed to 7 different treatments with 6 replicates (9 birds) in each treatment. The treatments were as follows: (1) corn based diet (CS), (2) wheat based diet (WS), (3) WS+ 0.05% xylanase, (4) WS+0.15% xylanase, (5) WS+0.25% xylanase, (6) WS+0.35% xylanase, (7) WS+0.45% xylanase. The results showed that the body weight and feed/gain ratio of the broilers fed wheat-based diets have been significantly improved (p<0.05) compared to that fed corn-based diet in the first 3 wk. With regard to the wheat-based diets, the xylanase supplementation had a tendency to improve the growth performance in first 3 wk. After 3 wk, no significant difference (p>0.05) was found among all these different treatments. The supplementation of xylanase and the type of diets did not affect the feed intake but increased the concentration of triglyceride in serum. In Experiment 3, a total of 360 d-old male Arbor Acres broilers were assigned to 30 groups with 12 birds in each group randomly. These groups were then randomly distributed to 5 different treatments with 6 replicates within each treatment. The broilers of each treatment were fed one of the diets as follows: (1) Corn based diet, (2) White wheat based diet (WW) (3) White wheat based diet+0.25% xylanase, (4) Red wheat based diet, (5) Red wheat based diet+0.25% xylanase. The results showed that the body weight and feed/gain ratio had been significantly improved (p<0.05) by xylanase supplementation in the first 2 or 3 wk. The effect of xylanase in red wheat diet is a little higher than that used in white wheat diet. From the results of the present experiments, it can be concluded that the supplementation of Aspergillar xylanase can improve the performance of the broilers fed the wheat-based diet.
Xylanase plays important roles in a broad range of industrial production as a biocatalyst, and its applications commonly require immobilization on supports to enhance its stability. Aluminum hydroxide, a carrier material with high surface area, has the advantages of simple and low-cost preparation and resistance to biodegradation, and can be potentially used as a proper support for xylanase immobilization. In this work, xylanase from Thermomyces lanuginosus was immobilized on two types of aluminum hydroxide particles (gibbsite and amorphous Al(OH)3) through adsorption, and the properties of the adsorbed enzymes were studied. Both particles had considerable adsorptive capacity and affinity for xylanase. Xylanase retained 75% and 64% of the original catalytic activities after adsorption to gibbsite and amorphous Al(OH)3. Both the adsorptions improved pH and thermal stability, lowered activation energy, and extended lifespan of the immobilized enzyme, as compared with the free enzyme. Xylanase adsorbed on gibbsite and amorphous Al(OH)3 retained 71% and 64% of its initial activity, respectively, after being recycled five times. These results indicated that aluminum hydroxides served as good supports for xylanase immobilization. Therefore, the adsorption of xylanase on aluminum hydroxide particles has promising potential for practical production.
Paenibacillus woosongensis의 유전체 부분 염기서열로부터 유추된 xylanase 유전자를 PCR 증폭하여 대장균에 클로닝하였다. Xylanase 유전자는 211 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하며 633 뉴클레오티드로 이루어졌다. 아미노산 잔기배열을 분석한 결과 xylanase는 glycosyl hydrolase family 11에 속하며 Paenibacillus의 xylanase와 85-89% 상동성을 보였다. Xylanase 유전자를 T7 promoter로 과잉발현한 결과 그 발현량이 높지 않았으며, 균체내 외에서 모두 효소활성이 관찰되었다. 재조합 대장균의 균체파쇄상등액을 사용하여 효소 반응특성을 조사한 결과 pH 5.5와 $60^{\circ}C$에서 최대 반응활성을 보였다. 한편 xylanase의 기질로 xylan과 xylooligosaccharides를 사용하였을 때 xylose와 xylotriose가 주된 최종 반응산물로 관찰되었으며 xylobiose는 분해하지 못하였으나 이보다 중합도가 큰 xylooligosaccharides는 분해하였다.
This study investigated the baking properties of sorghum with the addition of xylanase or Pentopan, which is a baking additive containing xylanase. The control bread was made with a 30% substitution for wheat flour and the optimum level of enzyme addition was 0.75 mg/g flour for Pentopan and 5 mg/g flour for xylanase. The water binding capacity of wheat flour increased with the addition of sorghum, but decreased with the addition of either xylanase or Pentopan. The resistance of dough increased while extensibility decreased with the addition of sorghum; however, resistance decreased while extensibility increased with the addition of the enzyme. Specific volume of bread decreased significantly with the addition of sorghum. However, the specific volume was significantly recovered with the addition of enzyme. Crumb firmness was higher in the sorghum-added sample, but crumb firmness of the bread decreased with the addition of the enzyme. The crumb firmness of bread with added xylanase decreased significantly in 24 hours. These results demonstrated that adding sorghum with either xylanase or Pentopan that included xylanase increased specific volume and decreased crumb firmness whereas sorghum decreased the quality of fermented bread when added to wheat flour. The firmness rate of fermented bread particularly decreased with the addition of pure xylanase.
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.