[논문]닭 우모 분해세균 Elizabethkingia meningoseptica CS2-1이 생산하는 단백질분해효소의 특성 및 아미노산 생산을 위한 배양조건

김세종; 조천휘; 황경숙

doi:10.3839/jabc.2011.023

[국내논문] 닭 우모 분해세균 Elizabethkingia meningoseptica CS2-1이 생산하는 단백질분해효소의 특성 및 아미노산 생산을 위한 배양조건
Characterization of Protease Produced by Elizabethkingia meningoseptica CS2-1 and Optimization of Cultural Conditions for Amino Acid Production 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.54 no.2, 2011년, pp.135 - 142

김세종 (목원대학교 미생물나노소재학과) , 조천휘 ((주)카프코 생물화학연구소) , 황경숙 (목원대학교 미생물나노소재학과)

초록
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우모분으로부터 높은 함량의 아미노산을 생성하는 Elizabethkingia meningoseptica CS2-1 (729.7 ${\mu}mol/mL$)를 선발하였다. 선발 균주의 protease 활성과 우모 분해능을 위한 최적배지 및 배양조건을 확립하고 우모 분해산물 아미노산의 특성을 조사하였다. E. meningoseptica CS2-1의 최적 배양조건은 $25^{\circ}C$, pH 7.5, 180 rpm이었으며, 효소는 pH 8.0, $40^{\circ}C$에서 가장 높은 활성을 나타내었다. E. meningoseptica CS2-1의 아미노산 생산을 위한 최적 배지조건은 $NH_4Cl$ 0.05%, NaCl 0.05%, $K_2HPO_4$ 0.03%, $KH_2PO_4$ 0.03%, $MgCl_2{\cdot}6H_2O$ 0.01%, urea 0.1%, 닭 우모분 2%이었다. E. meningoseptica CS2-1를 최적 배지 및 배양조건에서 배양한 결과, 아미노산의 총 함량은 1063 ${\mu}mol/mL$로 기본조건 (729.7 ${\mu}mol/mL$)보다 46%로 향상되었고 필수 아미노산 함유량은 315.9 ${\mu}mol/mL$로 기본조건 (219.3 ${\mu}mol/mL$)보다 44%로 향상되었다. 닭 우모분으로부터 추출되 는 17 종류의 아미노산 중 proline (14%), aspartic acid (12%), serine (10%), alanine (10%), glycine (9%), tyrosine (7%)이 주요 아미노산으로 추출되는 특징을 나타내었다. 따라서, E. meningoseptica CS2-1은 닭 우모로부터 아미노산 생산을 위한 미생물유전자원 소재로서 잠재적 가치가 클 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

A feather-degrading bacterium Elizabethkingia meningoseptica CS2-1 was isolated from compost in a chicken farm. Cultured on a basal medium containing 2% chicken feather, the bacterium showed 729.7 ${\mu}mol/mL$ of amino acid. Optimal culture conditions for feather degradation by E. meningoseptica CS2-1 were $25^{\circ}C$, pH 7.5, and 180 rpm. The optimal pH and temperature for protease activity were 8.0 and $40^{\circ}C$, respectively. The composition of an optimal medium for amino acid production was 0.05% NH4Cl, 0.05% NaCl, 0.03% $K_2HPO_4$, 0.03% $KH_2PO_4$, 0.01% $MgCl_2{\cdot}6H_2O$, 0.1% urea, and 2% chicken feather. Characteristics of amino acids extracted from the optimal medium under the optimal culture conditions of E. meningoseptica CS2-1 were analyzed. The total amino acid content of strain CS2-1 was 1063 ${\mu}mol/mL$, which was 46% higher compared to the basal condition (729.7 ${\mu}mol/mL$). The essential amino acid content in the total amino acid was 315.9 ${\mu}mol/mL$, which was 44% higher than that of the basal condition. Major amino acids were proline (14%), aspartic acid (12%), glutamic acid (11%), serine (10%), alanine (10%), glycine (9%), and tyrosine (7%) by strain CS2-1. These results suggest that strain CS2-1 can be used as a potential microbial resource for the production of amino acid using chicken feathers.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

저자들은 선행연구에서 국내 양계장 퇴비로부터 수집한 다양한 종류의 우모 분해세균 31균주를 확보하고 계통분류를 수행하였다[Rim 등, 2010], 본 연구에서는 계통학적으로 다양한 이들 균주를 대상으로 닭 우모분으로부터 생성되는 아미노산의 특성을 평가하여 우수 균주를 최종 선발하고 바이오산업에 활용하기 위한 배양조건과 효소학적 특성을 조사하고자 하였다.
정량 . 정성을 분석하여 바이오산업에 활용 가능한 우수 균주를 선발하고자 하였다.
luteolume 관한 연구는 보고된 바 없어 자세한 효소학적 특성에 관한 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다. 현재 Elizabethkingia속에는 E. 와 E. meningoseptica 두 균주가 알려져 있으며, E. meningoseptica KB042가 alkaline protease를 생산하며 우모분해능이 있음이 최근에 보고되었다[Nagal과 Jam, 2010a; 2010b], 이상의 결과로부터 시험균주 중에서 높은 아미노산 생성량을 나타내는 E. meningoseptica CS2-1 균주를 우수 균주로 최종 선발하여 바이오산업에 활용하기 위한 기초연구로서 본 균주의 효소 생산 및 우모 분해능을 위한 최적 배지와 배양조건을 확립하고 효소에 의해 추출되는 우모 분해신물 아미노산의 특성을 조사하였다.

제안 방법

E. meningoseptica CS2- 1 균주를 우모분이 첨가된 무기염기초배지에 접종하고 최적 배양조건에서 3일 동안 배양하여 획득한 조효소액을 대상으로 촤적 활성 pH와 온도를 조사하였다. Protease의 최적 활성 pH를 조사한 결과, pH 8.
Protease 생산과 우모 분해능에 미치는 탄소원 및 질소원의 영향을 조사하기 위하여 NH4C₁ 와 yeast extract가 첨가되지 않은 무기염 기초배지를 대조구로 하고 12종류의 탄소원(glucose, fructose, rhamnose, saccharose, maltose, lactose, glycerol, galactose, sorbitol, mannitol, starch, mannose)고} 13 종류의 질소원 (beef extract, casein, gelatin, peptone, skim milk, tryptone, yeast extract, urea, (NH₄)H₂PO₄, NH₄CI, NaNO₃, KNQ, NH₄NO₃)을 각각 0.1% (w/v) 첨가하고 2.0% (w/v) 우모분을 첨가하여 배지를 제조한 뒤 앞에서 조사된 균주의 최적배양조건에서 3일 동안 배양한 후 조효소액의 효소 활성과 우모 분해율 변화를 조사하였다.
Protease의 최적 활성 pH를 조사하기 위하여 pH 3.0부터 pH 12.0까지 효소 활성을 측정하였다. pH는 50 mM citrate-phosphate 완충용액(pH 3.
Protease의 활성 측정은 2.0% (w/v) 우모분이 첨가된 무기염기초배지에서 배양된 균주 배양액을 4℃, 7, 920xg (Supra 22K, Hanil, Incheon, Korea)로 20분간 원심 분리하여 균체와 잔존 우모를 제거한 상등액을 조효소액으로 사용하였다. 조효소액의 활성 측정은 Anson [1938]의 방법을 개량하여 수행하였다.
2, 185mm φ)에 걸러진 잔존 우모의 건중량을 측정하여 분해율을 백분율로 산출하였다. Protease의 활성과 우모 분해율 측정은 3회 반복 수행하였다.
5] 에 접종한 후, 28℃에서 24시간 배양하여 전배양액으로 사용하였다. 단백질분해효소 활성과 우모 분해능 시험을 위하여 무기염 기초배지[0.05% (w/v) NHQl, 0.05% (w/v) NaCl, 0.03% (w/v) K2HPO₄, 0.03% (w/v) KH₂PO₄, 0.01% (w/v) MgCl2- 6H₂O, 0.01% (w/v) yeast extract, pH 7.5]에 케라틴 기질로 닭 우모분(chicken feather meal)을 2.0% (w/v) 첨가하셔 사용하였다.
우모 분해를 위한 최적 배양온도를 조사하기 위하여 20, 25, 30, 35, 40℃에서 120rpm으로 3일 동안 배양한 후 우모 분해율을 측정하였다. 무기염기초배지의 최적pH를 조사하기 위하여 배지의 pH를 6.0-8.0까지 조절하여 제조한 후 최적 배양온도에서 120rpm으로 3일 동안 배양한 후 우모 분해율을 측정하였다. 최적 배양속도를 조사하기 위하여 무기염 기초배지를 최적 pH로 조절하고 최적 배양온도에서 100, 120, 150, 180, 200, 220, 250rpm으로 3일 동안 배양한 후 우모 분해율을 측정하여 최적 배양조건을 확인하였다.
5 mL를 가하여 반응을 정지시켰다. 반응 정지액을 4℃, 22250xg (Micro 17R, Hanil)에서 5분간 원심 분리하여 취한 상등액 1mL에 0.55 M Na2CO₃ 용액 2.5 mL과 6배로 희석한 Folin reagent 용액 0.5 mL을 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 후 660nm에서 흡광도(UVICON Spectrophotometer 930, Kontron Instruments, Denver, CO)를측정하였다. 효소 활성도(Unit)는 tyrosine 표준도표를 이용하여 상기 조건하에서 1분간 기질로부터 1 pig의 tyrosine을 유리하는 효소의 양으로 하였다.
본 균주의 효소 활성과 우모 분해율에 미치는 탄소원 및 질소원의 영향을 조사하기 위하여 NHQ과 yeast extract를 제외한 무기염기초배지에 우모분을 2% 농도로 첨가하고 각종 탄소 원과 질소원을 각각 0.1%씩 첨가하여 최적 배양조건에서 3 일 동안 배양한 결과는 Table 3에 보는 바와 같다. Saccharose, maltose, lactose, glycerol, mannitol, mannose를 첨가한 경우,탄소원을 첨가하지 않은 대조구(13.
2, 90 mm φ)로 여과하여 분석시료로 사용하였다. 아미노산의 정량 - 정성 분석은 아미노산 분석기(Hitachi L-8900, Hitachi, Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하였다.
우모 분해 우수세균의 최적 배양조건을 조사하기 위하여 2.0% (w/v) 우모분이 첨가된 무기염 기초배지에 전배양액을 1.0% (v/v) 접종하여 각 시험에 사용하였다. 우모 분해를 위한 최적 배양온도를 조사하기 위하여 20, 25, 30, 35, 40℃에서 120rpm으로 3일 동안 배양한 후 우모 분해율을 측정하였다.
0% (v/v) 접종하여 각 시험에 사용하였다. 우모 분해를 위한 최적 배양온도를 조사하기 위하여 20, 25, 30, 35, 40℃에서 120rpm으로 3일 동안 배양한 후 우모 분해율을 측정하였다. 무기염기초배지의 최적pH를 조사하기 위하여 배지의 pH를 6.
효소 활성도(Unit)는 tyrosine 표준도표를 이용하여 상기 조건하에서 1분간 기질로부터 1 pig의 tyrosine을 유리하는 효소의 양으로 하였다. 우모 분해율을 조사하기 위하여 2.0% (w/v) 우모분이 첨가된 무기염기초배지에 전배양액을 1.0% (v/ V)접종하고 3일 동안 배양한 후 여과지(Whatman filter paper No. 2, 185mm φ)에 걸러진 잔존 우모의 건중량을 측정하여 분해율을 백분율로 산출하였다. Protease의 활성과 우모 분해율 측정은 3회 반복 수행하였다.
저자들은 선행연구에서 양계장 내 퇴비로부터 수집한 단백질분해세균 중 2% 닭 우모분이 첨가된 무기염기초배지에서 배양 3일 내에 70% 이상의 높은 분해율을 나타내는 우모 분해세균 31 균주를 확보하고 계통분류를 수행하였다[Kim 등, 2010], 본 연구에서는 계통학적으로 다양한 우모 분해세균을 이용하여 닭 우모분으로부터 생성되는 아미노산의 정량 . 정성을 분석하여 바이오산업에 활용 가능한 우수 균주를 선발하고자 하였다.
정량.정성을 검토하기 위하여 2.0% (w/v) 우모분이 첨가된 최적 배지에 균주 전배양액을 1.0% (w/v) 접종하고 최적 배양조건에서 3일 동안 배양한 후, 배양액을 4℃, 7, 920xg에서 30분간 원심분리하여 상층액을 회수하였다. 상층액 1mL에 1mL의 6N HC₁ 을 가하고 N₂ gas로 2분간 치환시킨 후 11℃에서 12시간 처리한 뒤 감압하여 HC₁를 제거하였다.
0까지 조절하여 제조한 후 최적 배양온도에서 120rpm으로 3일 동안 배양한 후 우모 분해율을 측정하였다. 최적 배양속도를 조사하기 위하여 무기염 기초배지를 최적 pH로 조절하고 최적 배양온도에서 100, 120, 150, 180, 200, 220, 250rpm으로 3일 동안 배양한 후 우모 분해율을 측정하여 최적 배양조건을 확인하였다.
효소의 활성은 완충용액에 조효소 액을 넣어 37℃에서 20분 동안 반응시킨 후 측정하였다. 효소의 최적 활성 온도를 검토하기 위하여 조효소액을 각각 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 8(TC에서 1시간 동안 반응시킨 후 50mM Tris-HCl 완충용액(pH 8.0)의 기질용액과 혼합하여 37℃에서 20 분 동안 반응시킨 후 효소 활성을 측정하였다.

성능/효과

최적 활성 온도를 조사한 결과, "C에서 20.3 U/ml로 가장 높은 활성을 나타내었으며, 60℃ 이상에서는 효소 활성이 급격히 감소하였다(Fig. IB). 이러한 반응 pH와 온도에 따른 활성 결과는 Nagal 등[2010b]의 E.
2U/mL)과 우모 분해율(80%)이 가장 높았다. Glucose, fructose, rhamnose, galactose, sorbitol, starch 첨가 시 효소 활성이 저하되었으나, rhanmose, sorbitol, starch는' 대조구보다 우모 분해율이 높았다. 대조구보다 우모 분해율이 높음에도 불구하고 효소 활성이 낮은 것은 탄소원이 효소 생산 관련 대사에 있어 catabolite repression을 나타내기 때문인 것으로 추정된다.
meningoseptica CS2- 1 균주를 우모분이 첨가된 무기염기초배지에 접종하고 최적 배양조건에서 3일 동안 배양하여 획득한 조효소액을 대상으로 촤적 활성 pH와 온도를 조사하였다. Protease의 최적 활성 pH를 조사한 결과, pH 8.0에서 22.8 U/mL로 가장 높은 활성을 나타내었으며, pH 8.0 이상에서는 효소 활성이 급격히 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 1A).
1%씩 첨가하여 최적 배양조건에서 3 일 동안 배양한 결과는 Table 3에 보는 바와 같다. Saccharose, maltose, lactose, glycerol, mannitol, mannose를 첨가한 경우,탄소원을 첨가하지 않은 대조구(13.6U/mL, 51%)보다 효소 활성과 분해율이 높았으며, 그 중 saccharose를 첨가한 경우 효소 활성 (21.2U/mL)과 우모 분해율(80%)이 가장 높았다. Glucose, fructose, rhamnose, galactose, sorbitol, starch 첨가 시 효소 활성이 저하되었으나, rhanmose, sorbitol, starch는' 대조구보다 우모 분해율이 높았다.
jejuensis AF3-2는 600-667 pnol/mL 정도의 아미노산을 주 출하였다. 각 시험 균주에 의해 우모분으로부터 추출되는 17종류의 아미노산 조성을 비교한 결괴' 5종류의 아미노산(aspartic acid, serine, glutamic acid, glycine, proline)을 주요 아미노산으로 생성하는 공통적인 특성을 나타내었다. 특히 B.
3). 균주 생육도를 조사한 결과, 0.1% 첨가 시 6.77x10s CFU/ml로 가장 우수한 생육도를 나타내었으며, 0.8% 첨가 시 4.07xl07 CFU/mL로 생육도가 가장 낮았다(자료 미제시).
2). 균주 생육도를 조사한 결과, 0.2% 첨가 시 4.13X1O CFU7mL로 가장 우수한 생육도를 나타내었으며, 0.8% 첨가 시 1.83x10s CFU/mle 생육도가 가장 낮았다(자료 미제시).
닭 우모 분해에 최적 탄소원인 saccharose를 각각 0.05, 0.1, 0.2, 0.4, 0.8% 농도로 첨가하여 배지를 제조한 후 동일한 조건에서 3일 동안 배양한 후 적정 농도를 조사한 결과, 0.2% 첨가 시 24.8 U/mL로 가장 높은 활성을 나타내었으며, 0.2% 이상의 농도에서는 효소 활성이 급격히 감소하였다. 우모 분해율은 0.
닭 우모 분해에 최적인 urea의 적정 농도를 조사한 결과, 0.2% 첨가 시 25.4U/mL로 가장 높은 활성을 나타내었으며, 0.4% 이상의 농도에서는 효소 활성이 급격히 감소하였다. 우모분해율은 0.
닭 우모분의 적정 농도를 조사하기 위하여 우모분을 1-10% 까지 첨가하여 배양한 후 분해율을 측정한 결과, 2% 첨가 시 최대 분해율(90~92%)을 나타내었으며 3% 이상에서는 농도가증가할수록 분해율이 감소하였다(자료 미제시).
4배 향샹시킬 수 있었다. 따라서, E. meningoseptica CS2-1 균주는 우모 분해산물로서 총 17종류의 다양한 아미노산을 생산하여 산업공정에서 전통적으로 사용되고 있는 화학촉매를 대체할 수 있는 상업용 효소로서 이용 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. 특히 닭 우모분으로부터 추출되는 아미노산은 친환경농업을 위한 토양개량제 및 작물 생육 촉진을 위한 아미노산 비료로서의 활용 가치가 매우 높을 것으로 기대된다.
meningoseptica KB042 유래 alkaline protease의 최적 활성과 배양조건이 상이한 것으로 나타나 앞으로 본 균주의 효소학적 특성에 관한 연구가 필요함을 알 수 있었다. 또한, 배지조건을 최적화한 결과 닭 우모분을 90% 이상 분해할 수 있었으며, 분해산물로 생성되는 아미노산의 총 함량은 1, 063 wnol/mL, 필수 아미노산의 함량은 315.9 Hmol/mL로 기본조건보다 1.4배 향샹시킬 수 있었다. 따라서, E.
무기염기초배지 초기 최적 pH를 조사하기 위해 pH 6.0-8.0 으로 제조된 배지에 시험균주를 접종하고 25T에서 3일 동안 배양한 결과, pH 7.5에서 79%를 분해하여 무기염 기초배지의 최적 pH로 확인되었다.
탄소원과 마찬가지로 질소원 역시 동일한 상대 활성 임에도 불구하고 우모 분해율이 크게 달라 효소 활성과 우모 분해가 비례관계를 나타내지 않음을 확인할 수 있었다. 반면, 닭 우모로부터 추출되는 아미노산의 함량은 효소 활성보다 우모 분해율에 비례하며, 동일한 분해율을 나타낸다 하더라도 아미노산의 함량과 조성은 균주마다 서로 상이함을 확인할 수 있었다. 상기의 결과로부터 닭 우모분으로부터 높은 함량의 아미노산을 추출하기에는 효소 활성이 peptone보다 약하긴 하나우모 분해율이 높은 urea를 최적 질소원으로 선정하였다.
본 연구를 통하여 탐색된 E. meningoseptica CS2-1은 닭 우모를 분해할 수 있는 케라틴 단백질분해효소를 생산하며 우모분으로부터 높은 함량의 아미노산을 생산함을 확인할 수 있었다. 특히 본 균주의 효소 생산과 우모 분해능을 위한 최적 배양조건을 최적화한 결과, 기본 배양조건에서의 분해율(74%)보다 11% 향샹된 결과를 얻을 수 있었다.
5, 25℃, 180 rpm)이었다. 상기 조건에서 3일 동안 배양한 결과, 21.5 U/mL의 효소 활성과 83% 분해율, 2.97x1V CFU/ mL의 생육도를 나타내었다(자료 미제시). 그러나, Saccharose와 urea최적농도로 혼합 첨가 시 효소 활성과 우모 분해율이 단독 첨가 시보다 감소하였는데, 이것은 영양원의 과다로 catabolite repression0]] 의해 효소 활성이 감소하는 것으로 추정되나 이에 대한 것은 앞으로 좀더 자세한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
반면, 닭 우모로부터 추출되는 아미노산의 함량은 효소 활성보다 우모 분해율에 비례하며, 동일한 분해율을 나타낸다 하더라도 아미노산의 함량과 조성은 균주마다 서로 상이함을 확인할 수 있었다. 상기의 결과로부터 닭 우모분으로부터 높은 함량의 아미노산을 추출하기에는 효소 활성이 peptone보다 약하긴 하나우모 분해율이 높은 urea를 최적 질소원으로 선정하였다.
BS2-1, Actinobacteria 계통군의 Agrococcus jejuensis AF3-2와 Brevibacterium lutecium BS1-6 그리고 Bacteroidetes 계통군의 Elizabethkingia meningoseptica CS2-1 를 사용하여 닭 우모로부터 가수분해된 아미노산의 정량, 정성 분석 결과를 Table 1에 나타내었다. 아미노산의 총 함량을 비교한 결과, B. luteolum BS1-6은 791.7 |jmol/mL, E. meningoseptica CS2-1은 729.7 μmol/mL로 다른 균주보다 높게 주줄되었다. Bacillus amyloliquefaciens CF3-4와 CS2-8, B.
4에서 보는 바와 같다. 우수 균주 선발에서의 기본조건과 확립한 최적조건에서 추출한 아미노산의 함량과 조성을 비교 분석한 결과, 우모 분해율이 기본조건(72%)보다 20% 증가함에 따라 아미노산의 총 함량은 1, 063 pmol/mL로 기본조건 (729.7 μmol/mL)보다 46%로 향샹되었다. 총 아미노산 중 필수 아미노산(histidine, tyrosine, lysine, methionine, valine, isoleucine, leucine, phenylalanine) 함유량은 315.
이상에서 확립된 닭 우모로부터 아미노산 생산을 위한 E. meningoseptica CS2-1의 최적 배지 및 배양조건은 NaCl 0.05%, K2HPO₄ 0.03%, KH₂PO₄ 0.03%, MgCl2 - 6H₂O 0.01%, saccharose 0.2%, urea 0.1%, chicken feather meal 2% (pH 7.5, 25℃, 180 rpm)이었다. 상기 조건에서 3일 동안 배양한 결과, 21.
7 μmol/mL)보다 46%로 향샹되었다. 총 아미노산 중 필수 아미노산(histidine, tyrosine, lysine, methionine, valine, isoleucine, leucine, phenylalanine) 함유량은 315.9 pmol/mL로 기본조건(219.3 μmol/mL)보다 44%로 향샹되었다.
최적 배양속도를 조사하기 위해 무기염기초배지의 pH를 7.5 로 조절하고 251에서 120-250 rptn으로 3일 동안 배양한 결과, 180rpm에서 85%를 분해하여 최적 배양속도로 확인되었다. 이상의 결과로부터 E.
meningoseptica CS2-1 균주의 우모 분해 최적 배양조건을 확립하기 위하여 배양온도, 배지 초기 pH, 진탕배양 속도에 따른 우모 분해율을 조사한 결과는 Table 2에서 보는 바와 같다. 최적 배양온도를 조사하기 위해 204TC로 3일 동안 배양한 결과, 25℃에서 첨가된 2% 우모분의 75%를 분해하여 최적 배양온도로 확인되었다.
최적조건에서 추출한 아미노산의 조성을 검토한 결과, E. meningoseptica CS2-1은 닭 우모분으로부터 17종류의 아미노산을 주줄하였으며, 그 중 proline (14.1%), aspartic acid (12.2%), glutamic acid (11.4%), serine (10.1%), alanine (10%), glycine (8.6%), tyrosine (7.1%)이 주요 아미노산으로 분석되었고 valine (4%), leucine (3.8%), lysine (3.5%), phenylalanine (3.4%), threonine (3.3%), arginine (2.2%), histidine (1.7%), cysteine (1.6%), methionine (1.5%), isoleucine (1.5%)이 분석되었다. 특히 17종류의 아미노산 모두 기본조건보다 31-70% 향샹되었으며, 향후 실용화를 위한 대량생산에 관한 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.
Yeast extract의 첨가는 분해율을 크게 증가시키지만, 효소 활성이 저하된 결과로 보아 catabolite repression을 나타낸 것으로 판단된다. 탄소원과 마찬가지로 질소원 역시 동일한 상대 활성 임에도 불구하고 우모 분해율이 크게 달라 효소 활성과 우모 분해가 비례관계를 나타내지 않음을 확인할 수 있었다. 반면, 닭 우모로부터 추출되는 아미노산의 함량은 효소 활성보다 우모 분해율에 비례하며, 동일한 분해율을 나타낸다 하더라도 아미노산의 함량과 조성은 균주마다 서로 상이함을 확인할 수 있었다.
meningoseptica CS2-1은 닭 우모를 분해할 수 있는 케라틴 단백질분해효소를 생산하며 우모분으로부터 높은 함량의 아미노산을 생산함을 확인할 수 있었다. 특히 본 균주의 효소 생산과 우모 분해능을 위한 최적 배양조건을 최적화한 결과, 기본 배양조건에서의 분해율(74%)보다 11% 향샹된 결과를 얻을 수 있었다. 효소의 최적 활성 pH 와 온도를 조사한 결과, pH 8.
특히 본 균주의 효소 생산과 우모 분해능을 위한 최적 배양조건을 최적화한 결과, 기본 배양조건에서의 분해율(74%)보다 11% 향샹된 결과를 얻을 수 있었다. 효소의 최적 활성 pH 와 온도를 조사한 결과, pH 8.0 (22.8 U/mL)과 40℃ (20.3 U/mL)에서 최적 활성을 나타내었다. 상기의 결과는 Nagal 등 [2010a; 2010b]이 보고한 E.

후속연구

97x1V CFU/ mL의 생육도를 나타내었다(자료 미제시). 그러나, Saccharose와 urea최적농도로 혼합 첨가 시 효소 활성과 우모 분해율이 단독 첨가 시보다 감소하였는데, 이것은 영양원의 과다로 catabolite repression0]] 의해 효소 활성이 감소하는 것으로 추정되나 이에 대한 것은 앞으로 좀더 자세한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
[Vignardet 등, 1999]와 같은 균류가 알려져 있다. 미생물이 생산하는 효소를 이용하여 산업공정에서 케라틴 기질을 분해하는 경우에는 전통적으로 사용되는 화학촉매에 비해 발효공정에 필요한 비용과 에너지를 절감시키는 장점이 있으므로 효율적인 공정법 개발을 위해서는 효소를 대량생산할 수 있는 배양조건과 효소의 특성에 관한 연구가 이루어져야 한다.
3 U/mL)에서 최적 활성을 나타내었다. 상기의 결과는 Nagal 등 [2010a; 2010b]이 보고한 E. meningoseptica KB042 유래 alkaline protease의 최적 활성과 배양조건이 상이한 것으로 나타나 앞으로 본 균주의 효소학적 특성에 관한 연구가 필요함을 알 수 있었다. 또한, 배지조건을 최적화한 결과 닭 우모분을 90% 이상 분해할 수 있었으며, 분해산물로 생성되는 아미노산의 총 함량은 1, 063 wnol/mL, 필수 아미노산의 함량은 315.
5%)이 분석되었다. 특히 17종류의 아미노산 모두 기본조건보다 31-70% 향샹되었으며, 향후 실용화를 위한 대량생산에 관한 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다. Nagal과 Jain[2010a]이 보고한 E.
meningoseptica CS2-1 균주는 우모 분해산물로서 총 17종류의 다양한 아미노산을 생산하여 산업공정에서 전통적으로 사용되고 있는 화학촉매를 대체할 수 있는 상업용 효소로서 이용 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. 특히 닭 우모분으로부터 추출되는 아미노산은 친환경농업을 위한 토양개량제 및 작물 생육 촉진을 위한 아미노산 비료로서의 활용 가치가 매우 높을 것으로 기대된다.

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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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