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Streptomyces luteogriseus Th34가 생산하는 Glucose Isomerase의 특성
홍승서,백진기,이현수,국승욱,박관화 한국산업미생물학회 1991 한국미생물·생명공학회지 Vol.19 No.4
토양에서 분리한 glucose isomerase 생산균주인 Streptomyces luteogriseus TH34를 0.05% chitosan과 0.28% glutaraldehyde를 이용하여 고정화시켜 역가가 기존 시제품보다 우수한 535IGIC/g인 효소를 얻었다. 한편 효소를 세포파괴 후 60% (NH_4)_2SO_4 fractionatioin, DEAE-Cellulose 및 Sephadex G-150을 이용하여 분리, 정제하여 6.3배 정제된 효소를 얻었고 고정화시킨 효소와 특성을 비교하였다. 효소의 분자량은 140,000이고 분자량 35,000의 4개 subunits로 구성되어 있으며 최적 반응온도는 정제효소, 고정화효소에서 각각 75℃, 80℃이고 열안전성은 고정화 효소가 높았으나 두 효소는 다같이 80℃에서 20분 처리시 역가감소가 거의 없었다. 한편 효소의 작용 최적 pH는 정제효소의 7.5에서 고정화시 7.0으로 이동하는 현상을 볼 수 있었으며 pH 7.0 이상에서 대단히 안정함을 보였다. 본 효소반응은 5∼10mM magnesium ion에 의해 활성화되며 열에 대한 안정성은 0.25mM cobalt ion에 의해 향상되었고 특히 본 효소는 당 알코올에 의해 경쟁적인 저해작용을 보이는 것으로 나타났다. The enzymes were immobilized by treating the microbial cells in 0.05% chitosan and 0.28% glutaraldehyde solution. The activity of immobilized cell was about 535 IGIC/g. Glucose isomerase was purified by 6.5 times after homogenization using 60%(NH_4)_2SO_4 fractionation, DEAE-cellulose and Sephadex G-150 gel filtration. The molecular weight of enzyme was about 140,000 when it was measured by HPLC and the purified enzyme had only one band by electrophoresis. It showed good enzyme activity at pH 7.5 and 75℃. The optimum conditions for enzyme reactions were shifted to pH 7.0 and 80℃ when the enzyme was immobilized. The enzyme reaction was activated by the addition of 5∼10 mM magnesium ion and the thermostability was improved by the addition of 0.25mM cobalt ion. The enzyme activity was competitively inhibited by sugar alcohols.
포도당 이성화 효소 생산성 신균주 Streptomyces luteogriseus의 분리 및 발효특성
홍승서,백진기,이현수,국승욱,박관화 한국산업미생물학회 1991 한국미생물·생명공학회지 Vol.19 No.3
소나무 숲 토양에서 방선균을 666주 선별한 후 이중 glucose isomerase 생산성이 우수하고(488U/㎖) 40% 포도당액의 이성화율이 53%에 도달하는 TH34균주를 선별하였다. 이 균주는 세포벽을 구성하는 diaminopimelic acid(DAP), 기균사의 색깔, spiral type의 spore 사슬의 형태, melanoid 색소형성, 탄수화물 이용성 및 전자현미경 사진 등으로 미루어 보아 Streptomyces luteogriseus로 동정하였다. 분리 동정한 S. luteogriseus의 발효조건 및 배지조성 등을 검토하여 본 결과 28∼29℃에서 효소생산이 최대이었으며 pH 6.0∼8.0의 넓은 범위에서 안정한 효소생산을 보였다. Flask 배양에서는 4일 경과 후 효소역가가 최대값을 나타내었고 5l jar fermentor에서는 30∼35hr 이후 최고 효소역가를 보였다. 한편 탄소원으로는 xylose가 가장 효과적이었으나 단독으로 사용하는 것보다 glucose와 혼합사용시 효율이 향상되었다. 질소원은 옥수수 침지수 농축액이 가장 좋았으며 7.5%에서 효소생산성이 가장 높았고 Mg^2+ 0.1%, Co^2+ 0.05%가 최적이었다. Glucose isomerase producer, which produces 488 U/㎖ of glucose isomerase activity in 500㎖ flask scale, was isolated among 666 isolates of Actinomycetes from pine forest soil samples. The isolate was identified as Streptomyces luteogriseus through the studies about morphology (spiral aerial mycelia), cell wall type (Type I), spore chains (spiral form), pigment formation (gray melanine pigment) & metabolism (sugar utilization etc). The optimum conditions of fermentation were determined in 500㎖ flask scale. The enzyme production was reached maximum after 4 days at pH 6.0∼8.0 and 27∼30℃ in the medium containing 1.5∼3.0% of xylose; 0.5∼0.8% of glucose; 0.1% of MgSO_4·7H_2O; 0.05% of CoCl_2·6H_2O; 7.5% of corn steep liquor.