해양 세균 B-113으로부터 α-agarase의 분리 정제 및 특성 조사 = Purification and characterization of α-agarase from marine bacterium B-113

국문 초록 (Abstract)

한국 근해에서 서식하고 있는 해조류, 저서 동물, 해저 퇴적물 그리고 해수로부터 홍조류의 주요 구성성분인 한천 (agar)을 분해하는 한천 분해 효소 (agarase)를 생산하는 세균을 탐색하였다. 1998 년부터 2 년간 agarase 생산 균주 300여 종을 확보하였으며 이들 중 남해안 백도 근처의 해면에서 분리한 해양 세균 B-113을 대상으로 본 연구를 수행하였다. 본 균주는 그램 음성으로 간균의 형태를 가지고 있으며 70～80 %의 해수를 포함하는 배지에서 잘 성장하였다. 한천 평판 배지에서 배양하면 한천 성분을 용해하여 약 2 주간의 배양 후에는 거의 모든 한천 성분을 용해하였다. 본 연구에서는 해양 세균 B-113의 일반적인 특성 및 배양 조건을 조사하였고, agarase를 분리 정제하였다. 분리 정제는 한외 여과법, ion exchange column chromatography, gel filtration chromatography를 이용하여 수행하였으며 회수율 5.7 %, 정제율 34.6 배의 효율로 정제하였다. 본 효소의 분자량은 SDS -PAGE에서 18,000이며 gel filtration chromatography에서는 35,000으로 나타나 dimeric 효소로 추정된다. 최적 반응 온도는 약 25 ℃정도이며 이 보다 높은 온도에서는 활성이 감소하는 현상을 보였다. 최적 반응 pH는 pH 6.0이며 pH 7.0에서의 활성의 감소보다는 pH 5.0에서의 감소가 더 크게 나타났다.
본 효소의 가장 중요한 특징은 현재까지 보고된 대부분의 agarase가 β-agarase임에 반하여 B-113 agarase는 α-agarase라는 것이다. B-113 agarase에 의해 분해된 당의 환원말단을 2-aminopyridine으로 수식한 후 가수분해하여 환원말단 당을 HPLC로 분석한 결과 3,6-L-anhydrogalactose로 나타나 agarose의 α-bond를 분해하는 α-agarase임을 확인하였다.