[논문]Phellinus sp.에 의한 리그닌 분해효소의 생산

윤재돈; 하효철; 이종숙; 김정애; 이재성

Phellinus sp.에 의한 리그닌 분해효소의 생산
Ligninolytic Enzyme Activity Produced by Phellinus igniarius 26005 원문보기

한국응용생명화학회지 = Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry, v.47 no.3, 2004년, pp.287 - 292

윤재돈 (영남대학교 자연자원대학) , 하효철 ((주)풀무원 식문화 연구원) , 이종숙 (영남대학교 자연자원대학) , 김정애 (영남대학교 약학대학) , 이재성 (영남대학교 자연자원대학)

초록
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Phellinus igniarius 26005에 의한 lignin peroxidase의 생산 조건의 최적화를 검토하였다. Lignin peroxidase는 진탕배양보다는 정치배양에서 생산성이 높았으며 최적 생산배지는 malt extract 1 g, yeast extract 0.4 g, glucose 0.4 g, 증류수 100 ml이었다. 효소 생산 유도 물질, Tween 80을 0.005% 수준으로 첨가하였을 때 가장 높은 효소 생산성을 보였으며 veratryl alcohol도 0.4 mM 수준에서 생산성 향상을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The optimum conditions for lignin peroxidase production were studied. Lignin peroxidase was produced almost exclusively in stationary culture with the optimum media composition of malt extract 1 g, yeast extract 0.4 g, glucose 0.4 g and distilled water 100 ml. Tween 80 at 0.005% concentration and ve...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

유도물질 첨가에 따른 리그닌 분해효소 생산성. 다음은 P. igniarius 26005균주에 대한 리그닌 분해효소의 생산에 있어서 각각의 유도물질첨가에 따른 리그닌 분해효소의 생산성을 살펴보았다. 그 결과 Cu, Tween 20을 첨가하였을 경우 LiP활성을높이는데 영향을 미치지 않았으나 veratryl alcohol의 경우 control 보다 1.
진흙버섯류에 관한 연구는 항암, 항산화, 항돌연변이 등 다양한 생리활성규명에 초점을 둔 연구대상인 약용버섯이지만 리그닌 분해효소에 관한 연구는 미흡한 상태이다. 본 연구를 통하여 진흙버섯류 중 상대적으로 높은 리그닌 페록시데이즈 활성을 갖는 균주를 선발하고 리그닌 분해효소의 생산 조건 및 특성을 조사하였기에 보고 하고자 한다.
아직까지 상업적으로 생산되지 않고 있다. 본 연구에서는 Lil, 상업적 생산의 기본 자료를 얻기 위한 실험을 수행하였다.

제안 방법

MYG배지에서 배양방법에 따른 리그닌 분해효소의 생산성을 실험하였다. 정치배양의 경우는 배양 8일째부터 LiP활성을 나타내어 배양 14일째 최대 활성 (2.
P. igniarius 26005균주에 있어서 Tween 80 첨가에 의해 리그닌 분해효소의 활성이 높게 나타났으므로 Tween 80의 농도에 따른 LiP활성의 영향을 관찰하였다. 그 결과, LiP의 경우 0.
즉 o-phenylenediamine을 기질로 하여 활성농도는 1분간 반응으로 생성된 물질의 440 nm에서의 흡광도로 나타내었다. 각 효소의 활성 측정은 배양중인 각각의 플라스크 3개를 선발하여 평균값으로 나타내었으며 같은 실험을 3 회 반복하여 실시하였다.
효소의 활성측정. 각각의 액체배양배지에서 1mz 취하여 4℃, 5000rpm으로 5분간 원심분리한 후 상등액중의 효소 활성을 분광광도법으로 측정하였다.
Glucose 측정 및 균체 성장량 측정. 균사체 성장시 탄소 원인 이ucose의 양을 측정하기 위하여 당 분석기 (YSI Inc., 2700- D Biochem.)를 이용하여 실시하였다.
8종의 Phellinus sp. 균주를 28℃, MYG(Malt extract 1.0%, Yeast extract 0.4%, Glucose 0.4%)배지 20 m/에서 7일동안 정치배양으로 전배양을 실시한 후 균사체를 회수하여 증류수 20mZ를 넣고 균질화를 실시하였다. 본 배양은 Table 1과 같은 배지 조성으로 각각 조제한 액체배지를 30 m/씩 넣은 300 mZ 삼각 플라스크에 전배양한 균사체를 1mZ씩 접종하여 281에서 정치배양 및 진탕배양(120rprn)을 하여 실시하였다.
유도물질 첨가에 따른 리그닌 분해효소 생산성. 리그닌 분해효소의 생산성 향상과 유도원의 영향을 알아보기 위하여 MYG 배지를 기본으로 사용하여 Mn, Cu, Tween 20, Tween 80, veratryl alcohol 등을 농도별로 첨가흐}여 실험을 하였다. 유도원은 균주의 배양 4일째에 각 농도별로 첨가하였고, 2일 간격으로 배양액을 채취하여 리그닌 분해효소 활성을 측정하였다.
본 배양은 Table 1과 같은 배지 조성으로 각각 조제한 액체배지를 30 m/씩 넣은 300 mZ 삼각 플라스크에 전배양한 균사체를 1mZ씩 접종하여 281에서 정치배양 및 진탕배양(120rprn)을 하여 실시하였다. 모든 실험은 3반복씩 실험하였다.
4%)배지 20 m/에서 7일동안 정치배양으로 전배양을 실시한 후 균사체를 회수하여 증류수 20mZ를 넣고 균질화를 실시하였다. 본 배양은 Table 1과 같은 배지 조성으로 각각 조제한 액체배지를 30 m/씩 넣은 300 mZ 삼각 플라스크에 전배양한 균사체를 1mZ씩 접종하여 281에서 정치배양 및 진탕배양(120rprn)을 하여 실시하였다. 모든 실험은 3반복씩 실험하였다.
리그닌 분해효소의 생산성 향상과 유도원의 영향을 알아보기 위하여 MYG 배지를 기본으로 사용하여 Mn, Cu, Tween 20, Tween 80, veratryl alcohol 등을 농도별로 첨가흐}여 실험을 하였다. 유도원은 균주의 배양 4일째에 각 농도별로 첨가하였고, 2일 간격으로 배양액을 채취하여 리그닌 분해효소 활성을 측정하였다.

대상 데이터

따라서 Phellinus 균주 8종을 수집하여 최고 생산 균주를 선발하기로 하고 농업과학기술원과 한국유전자 은행에서 분양받은 Phellinus sp. 8종을 대상으로 실험을 실시하였다. 이들 균주를 28℃, potato dextrose agar(PDA)에서 계대배양 하면서 실험에 사용하였다.
배지조성에 따른 리그닌 분해효소 활성. 본 실험에서 LiP의생산성이 가장 좋은 ASI 26005 균주를 선발하여 사용하였다. Ml배지의 경우 유기질소원인 bacto-peptone을 이용한 고질소원 배지 조건하에서 실시하였다.

이론/모형

활성농도는 1분간 반응으로 생성된 물질의 465 nm에서의 흡광도로나타내었다. Laccase의 효소 활성도(Lac활성)는 Kofujita 등", 의 방법으로 확인하였다. 즉 o-phenylenediamine을 기질로 하여 활성농도는 1분간 반응으로 생성된 물질의 440 nm에서의 흡광도로 나타내었다.
Lignin peroxidase활성 (LiP활성)은 Tien과 Kirk16)의 방법에 따라 측정하였는데 활성도 단위는 이에서 1분간 1 nmol의 veratryl alcohol0] veratryl aldehydes. 산화하는 것에 해당되는 310nm에서의 흡광도로 하였다.
산화하는 것에 해당되는 310nm에서의 흡광도로 하였다. Manganese peroxidase의 효소 활성도(MnP활성)는 Kofujita 등17)의 방법으로 확인하였다. 활성농도는 1분간 반응으로 생성된 물질의 465 nm에서의 흡광도로나타내었다.

성능/효과

Malt-Yeast-Glucose (MYG)배지에서 정치 배양한 Phellinus sp. 8종의 리그닌 분해효소 생산성을 측정한 결과 대부분의 균주에서 LiP와 Lac를 생산하였다. 그러나 MnP는 실험한 모든 균주에서 생산되지 않았다.
2). Phellinus igniarius 26005의 배양방법에 따른 리그닌 분해 효소의 생산은 진탕배양보다는 정치배양에서 높은 활성을 갖는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 지금까지 보고된 Ph.
균사체 생산량 및 glucose 함량을 측정한 결과 진탕배양 및 정치배양의 경우 2일 이후 균사체가 계속 증가하다가 8일, 10 일 이후 정지됨을 알 수 있었으며 이때 glucose함량은 거의 고갈된 상태였으며 리그닌 분해효소의 생산도 최대를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 P.
igniarius 26005균주에 대한 리그닌 분해효소의 생산에 있어서 각각의 유도물질첨가에 따른 리그닌 분해효소의 생산성을 살펴보았다. 그 결과 Cu, Tween 20을 첨가하였을 경우 LiP활성을높이는데 영향을 미치지 않았으나 veratryl alcohol의 경우 control 보다 1.1 배 높은 활성인 3.2U/m/, Tween 80의 경우 L5배정도 높은 활성인 3.6U/mZ을 나타내었다. Lac의 활성의 경우 Cu, Tween 20, veratryl alcohol을 첨가하였을 경우 활성을 증가하는데 영향을 미치지 않았으나 Tween 80을 첨가하였을 경우 control보다 3배가량 높은 0.
igniarius 26005균주에 있어서 Tween 80 첨가에 의해 리그닌 분해효소의 활성이 높게 나타났으므로 Tween 80의 농도에 따른 LiP활성의 영향을 관찰하였다. 그 결과, LiP의 경우 0.005% 의 농도에서 가장 높은 활성인 4.5U/ml 나타내었으며 0.01% 의 농도에서 3.6 U/m/, 0.001%의 농도에서 3.2U/mZ의 활성을 나타내었다. 그러나 0.
공시균주. 리그닌 분해효소 생산 담자균주를 선발하기 위하여 80여종의 담자균주를 대상으로 수행한 1차 스크리닝에서 Phellinus igniarius 26005가 가장 높은 lignin peroxidase 생산성을 보였다. 따라서 Phellinus 균주 8종을 수집하여 최고 생산 균주를 선발하기로 하고 농업과학기술원과 한국유전자 은행에서 분양받은 Phellinus sp.
chrysosporium균의 액체배양에서 LiR MnP활성이 높았다고 보고#하였으며 Rothschild 등#은 같은 배지 조건에서 Irpex lacteus균의 배양에서 LiP, MnP가 생산되었다고 보고하였다. 본 연구에서 사용한 Phellinus igniarius 26005의 경우 지금까지 연구되어져 온 Ph. chrysosporium의 Lif를 생산하는 배지조건에서 LiP활성을 나타내지 않았으며 malt extract 배지조건에서 LiP활성을 나타내므로 LiP생산 배지조건이 다른 것을 알 수 있었다. 그러나 Phellinus igniariuse} 리그닌 분해효소의 생산조건에서 유기 질소원인 malt extract 배 양조건에서 LiP활성이 높게 나타나는지 명확하게 알 수는 없으나 기존에 알려져 있는 veratiyl alcohol과 같은 LiP활성을 유도하는 물질에 기인하는 것으로 사료된다.
MYG배지에서 배양방법에 따른 리그닌 분해효소의 생산성을 실험하였다. 정치배양의 경우는 배양 8일째부터 LiP활성을 나타내어 배양 14일째 최대 활성 (2.2U/m/)을 나타낸 뒤 점차 감소하는 경향을 보였으며 Lac활성은 12일째 최대 활성 (0.1 U/mZ)을 나타낸 뒤 감소하는 경향을 보였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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