갈색부후균 Coniophora puteana의 리그닌 분해 효소의 생산 및 부후재의 미시형태적 특징 Ligninolytic enzyme production and micromorphological characteristics of wood decayed by brown-rot fungus coniophora puteana원문보기
지금까지 갈색부후균은 주로 침엽수재를 분해하는 것으로 알려지고 있다. 그러나 최근 몇몇 연구에 의하면 갈색부후균이 활엽수재의 2차벽을 전반적으로 분해할 수 있고 심지어 리그닌이 많은 중간층까지 분해가 이루어짐을 보고하고 있다(Kim 등 2000). 이 같은 분해형태는 지금까지 알려진 갈색부후균의 전형적인 부후형태와는 판이하게 다른 부후형태이다. 즉 섬유소만을 선택적으로 분해하는 것으로 알려진 갈색부후균이 균의 종류에 따라서는 리그닌도 분해할 수 있음을 시사해 주고 있기 때문이다. 본 연구는 따라서 방부제 효능 표준 시험 균주의 하나인 갈색부후균 Coniophora puteana에 의한 미시형태적 부후 특징을 우선 파악하고 이어 이 균이 리그닌 분해 효소의 하나인 laccase를 생산하는지를 파악하고자 시도되었다. 이 같은 결과로부터 C. puteana 균의 리그닌 분해 특성을 파악하였다. 본 연구에서는 서로 다른 균종(fungal ...
지금까지 갈색부후균은 주로 침엽수재를 분해하는 것으로 알려지고 있다. 그러나 최근 몇몇 연구에 의하면 갈색부후균이 활엽수재의 2차벽을 전반적으로 분해할 수 있고 심지어 리그닌이 많은 중간층까지 분해가 이루어짐을 보고하고 있다(Kim 등 2000). 이 같은 분해형태는 지금까지 알려진 갈색부후균의 전형적인 부후형태와는 판이하게 다른 부후형태이다. 즉 섬유소만을 선택적으로 분해하는 것으로 알려진 갈색부후균이 균의 종류에 따라서는 리그닌도 분해할 수 있음을 시사해 주고 있기 때문이다. 본 연구는 따라서 방부제 효능 표준 시험 균주의 하나인 갈색부후균 Coniophora puteana에 의한 미시형태적 부후 특징을 우선 파악하고 이어 이 균이 리그닌 분해 효소의 하나인 laccase를 생산하는지를 파악하고자 시도되었다. 이 같은 결과로부터 C. puteana 균의 리그닌 분해 특성을 파악하였다. 본 연구에서는 서로 다른 균종(fungal strain)을 보관하고 있는 곳이 4곳의 C. puteana를 공시 균주로 해서, 공시 균종 모두에서 동일한 특성이 발현되는지를 알아보았던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. Bavendamm 반응 결과 공시된 모든 C. puteana 균종에서 양성반응을 보였으나, laccase의 활성은 공시된 균종에 따라 달랐다. IM SUN 31002는 laccaes 활성도가 가장 높게 나타났다. 다른 균종에서도 laccase의 생산은 확인할 수 있었으나, 그 활성도는 높지 않았다. laccase의 활성도는 상수리나무 목분을 첨가한 배지에서 더 높게 나타났으며, COP 20242는 xylidine 첨가에 의한 laccase 활성도의 증가가 확인되었으나, 다른 균종의 경우 이 같은 효과는 나타나지 않았다. 부후 목재의 미시형태적 특징을 관찰한 결과 상수리나무가 소나무 보다 부후가 더 많이 진행되었다. 소나무와 상수리나무 모두 백색부후의 전형적인 특징인 세포벽의 침식과 박벽화 등이 관찰되었다. 특히 COP 20242는 중간층만 남겨두고 2차벽의 대부분이 분해되어 전형적인 백색부후균의 부후형태를 나타내었다. C. puteana 균종의 laccase 활성도는 Bavendamm 반응의 결과와 일치하나 부후재의 중량감소율 및 부후 목재의 미시형태학 특징과는 일치하지 않았다. 이상의 결과로부터 갈색부후균 C. puteana는 laccase를 생산하고 있으나, 이 균에 의한 세포벽 리그닌의 분해는 laccase 외에 또 다른 리그닌 분해 효소가 관여하고 있음도 아울러 밝혀졌다. 본 연구 결과 갈색부후균에 의한 리그닌 분해 기작에 대한 재검토가 있어야 할 것으로 사료된다.
지금까지 갈색부후균은 주로 침엽수재를 분해하는 것으로 알려지고 있다. 그러나 최근 몇몇 연구에 의하면 갈색부후균이 활엽수재의 2차벽을 전반적으로 분해할 수 있고 심지어 리그닌이 많은 중간층까지 분해가 이루어짐을 보고하고 있다(Kim 등 2000). 이 같은 분해형태는 지금까지 알려진 갈색부후균의 전형적인 부후형태와는 판이하게 다른 부후형태이다. 즉 섬유소만을 선택적으로 분해하는 것으로 알려진 갈색부후균이 균의 종류에 따라서는 리그닌도 분해할 수 있음을 시사해 주고 있기 때문이다. 본 연구는 따라서 방부제 효능 표준 시험 균주의 하나인 갈색부후균 Coniophora puteana에 의한 미시형태적 부후 특징을 우선 파악하고 이어 이 균이 리그닌 분해 효소의 하나인 laccase를 생산하는지를 파악하고자 시도되었다. 이 같은 결과로부터 C. puteana 균의 리그닌 분해 특성을 파악하였다. 본 연구에서는 서로 다른 균종(fungal strain)을 보관하고 있는 곳이 4곳의 C. puteana를 공시 균주로 해서, 공시 균종 모두에서 동일한 특성이 발현되는지를 알아보았던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. Bavendamm 반응 결과 공시된 모든 C. puteana 균종에서 양성반응을 보였으나, laccase의 활성은 공시된 균종에 따라 달랐다. IM SUN 31002는 laccaes 활성도가 가장 높게 나타났다. 다른 균종에서도 laccase의 생산은 확인할 수 있었으나, 그 활성도는 높지 않았다. laccase의 활성도는 상수리나무 목분을 첨가한 배지에서 더 높게 나타났으며, COP 20242는 xylidine 첨가에 의한 laccase 활성도의 증가가 확인되었으나, 다른 균종의 경우 이 같은 효과는 나타나지 않았다. 부후 목재의 미시형태적 특징을 관찰한 결과 상수리나무가 소나무 보다 부후가 더 많이 진행되었다. 소나무와 상수리나무 모두 백색부후의 전형적인 특징인 세포벽의 침식과 박벽화 등이 관찰되었다. 특히 COP 20242는 중간층만 남겨두고 2차벽의 대부분이 분해되어 전형적인 백색부후균의 부후형태를 나타내었다. C. puteana 균종의 laccase 활성도는 Bavendamm 반응의 결과와 일치하나 부후재의 중량감소율 및 부후 목재의 미시형태학 특징과는 일치하지 않았다. 이상의 결과로부터 갈색부후균 C. puteana는 laccase를 생산하고 있으나, 이 균에 의한 세포벽 리그닌의 분해는 laccase 외에 또 다른 리그닌 분해 효소가 관여하고 있음도 아울러 밝혀졌다. 본 연구 결과 갈색부후균에 의한 리그닌 분해 기작에 대한 재검토가 있어야 할 것으로 사료된다.
It has been known that brown-rot fungi mainly degrade softwoods. Recently a contrasting research result was reported that the brown-rot fungi can degrade the secondary wall and even middle lamellare of hardwood (Kim et al., 2000). This type of degradation mode is quite different from the typical deg...
It has been known that brown-rot fungi mainly degrade softwoods. Recently a contrasting research result was reported that the brown-rot fungi can degrade the secondary wall and even middle lamellare of hardwood (Kim et al., 2000). This type of degradation mode is quite different from the typical degradation mode of brown-rot fungi that have been know so far. In other words, these results indicated that brown-rot fungi which are been knows to preferentially attack cellubsic components can also degrade lignin depending on their species. Therefore, this study was conducted to investigate the production of ligninolytic enzymes by, and decay characteristics lignin degradation pattern of the brown-rot fungus, Coniophora puteana which is a typical brown-rot fungus often used by many researchers as a representative test organism. In addition, an attempt was made in this study to see if four different fungal strains of C. puteana have the same behavior in degrading hardwood species. All four C. puteana strains showed positive reaction to Bavendamm reaction, but had different levels of laccase activity, which was the highest for the strain IM SUN 31002. The production of laccase was also detected for other strains but its activity was relatively low. Higher laccase activity was detected with the culture medium mixed with hardwood flour from Oak (Quercus acutissima C_(ARRUTH)), and with softwood flour from pine (Pinus densiflora S_(IEB) et Z_(UCC)). The laccase activity of strain COP 20242 increased when xylidine was added. However, other strains also showed this effect with addition of xylidine. The observation of micromorphological characteristics showed that Oak wood was more severly degraded than pine wood. Furthermore, cell wall erosion and thinning, typical degradation pattern of white-rot fungi, was caused by both species. Particularly, a strain (COP 20242) degraded most of the secondary wall except middle lamella, showing a typical decay characteristics of white-rot fungi. The laccase activity of all strains of C. puteana was consistent with the Bavendamm reaction result, but was not in agreement with the weight loss percentage of decayed wood and micromorphological decay characteristics. The results of this study showed thar C. puteana produces laccase, and that lignin in cell walls is degraded by laccase, which C. puteana produces as well as by other enzymes. The results of this study also suggest that the degradation mechanism by the ligninolytic enzyme systems needs to be reviewed.
It has been known that brown-rot fungi mainly degrade softwoods. Recently a contrasting research result was reported that the brown-rot fungi can degrade the secondary wall and even middle lamellare of hardwood (Kim et al., 2000). This type of degradation mode is quite different from the typical degradation mode of brown-rot fungi that have been know so far. In other words, these results indicated that brown-rot fungi which are been knows to preferentially attack cellubsic components can also degrade lignin depending on their species. Therefore, this study was conducted to investigate the production of ligninolytic enzymes by, and decay characteristics lignin degradation pattern of the brown-rot fungus, Coniophora puteana which is a typical brown-rot fungus often used by many researchers as a representative test organism. In addition, an attempt was made in this study to see if four different fungal strains of C. puteana have the same behavior in degrading hardwood species. All four C. puteana strains showed positive reaction to Bavendamm reaction, but had different levels of laccase activity, which was the highest for the strain IM SUN 31002. The production of laccase was also detected for other strains but its activity was relatively low. Higher laccase activity was detected with the culture medium mixed with hardwood flour from Oak (Quercus acutissima C_(ARRUTH)), and with softwood flour from pine (Pinus densiflora S_(IEB) et Z_(UCC)). The laccase activity of strain COP 20242 increased when xylidine was added. However, other strains also showed this effect with addition of xylidine. The observation of micromorphological characteristics showed that Oak wood was more severly degraded than pine wood. Furthermore, cell wall erosion and thinning, typical degradation pattern of white-rot fungi, was caused by both species. Particularly, a strain (COP 20242) degraded most of the secondary wall except middle lamella, showing a typical decay characteristics of white-rot fungi. The laccase activity of all strains of C. puteana was consistent with the Bavendamm reaction result, but was not in agreement with the weight loss percentage of decayed wood and micromorphological decay characteristics. The results of this study showed thar C. puteana produces laccase, and that lignin in cell walls is degraded by laccase, which C. puteana produces as well as by other enzymes. The results of this study also suggest that the degradation mechanism by the ligninolytic enzyme systems needs to be reviewed.
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