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Remazol Brilliant Blue R 탈색능과 리그닌 분해 효소시스템을 이용한 유기용매 리그닌 생분해 우수 균주 선별

Screening of Outstanding White Rot Fungi for Biodegradation of Organosolv Lignin by Decolorization of Remazol Brilliant Blue R and Ligninolytic Enzymes Systems

목재공학 = Journal of the Korean wood science and technology, v.41 no.1, 2013년, pp.19 - 32  

홍창영 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부) ,  김호용 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부) ,  장수경 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부) ,  최인규 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부)

초록
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본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 이용하여, 다양한 균주 중에서 목질계 바이오매스 유기용매 전처리 과정에서 발생한 리그닌(유기용매 리그닌)의 생분해에 적합한 우수 균주를 선별하고자 하였다. 우선 분양받은 15개의 백색부후균을 대상으로 shallow stationary cultur (SSC)배지와 malt extract broth (MEB)배지에 유기용매 리그닌의 첨가에 따른 Remazol Brilliant Blue R (RBBR)의 흡광도 변화를 측정하였다. RBBR 탈색능 결과, SSC 배지에서 Ceriporiopsis subvermispora, Ceriporia lacerate, Fomitopsis insularis, Phanerochaete chrysosporium, Polyporus brumalis, Stereum hirsutum 등 6종의 백색부후균에서 급격한 흡광도 변화를 나타냈다. 배양 초기에 급격한 흡광도 변화를 나타낸 6개의 백색부후균을 대상으로 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성을 측정하였다. 선발된 6개의 균 중에서 S. hirsutum과 P. chrysosporium은 유기용매 리그닌을 첨가한 실험구에서 높은 단백질 농도가 측정되었다. 반면, 리그닌 분해 효소 활성은 F. insularis에서 배양 6일째에 manganese peroxidase (MnP) 활성이 1,545 U/mg, laccase 활성은 1,259 U/mg으로 최고 활성을 나타냈다. 결론적으로, 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성이 전반적으로 높았던 $STH^*$와 MnP 및 laccase의 활성이 가장 높은 FOI가 유기용매 리그닌 생분해에 유리하게 작용할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, outstanding white rot fungi for biodegradation of organosolv lignin were selected on the basis of their ligninolytic enzyme system. Fifteen white rot fungi were evaluated for their ability to decolorize Remazol Brilliant Blue R (RBBR) in SSC and MEB medium, respectively. Six white rot...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 백색부후균에 의한 RBBR의 탈색능을 비교하고, 대표적인 리그닌 분해 효소 활성을 측정함으로써 백색부후균의 종류에 따른 리그닌 분해 효소 시스템을 평가하였다. RBBR의 탈색능과 리그닌 분해 효소 활성의 결과를 종합하여 최종적으로 유기용매 리그닌 생분해 우수 균주를 선발하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 이용한 리그닌 유래 고부가가치 화합물 생산 연구를 위해 리그닌 생분해 우수 균주를 선별하고자 백색부후균에 의한 RBBR의 탈색능과 리그닌 분해 효소 활성을 측정하였다.
  • 이러한 내용을 바탕으로, 본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 이용하여 리그닌으로부터 고부가가치 화합물을 생성하기 위해, 우선 리그닌 생분해 우수 균주를 선별하고자 하였다. 백색부후균에 의한 RBBR의 탈색능을 비교하고, 대표적인 리그닌 분해 효소 활성을 측정함으로써 백색부후균의 종류에 따른 리그닌 분해 효소 시스템을 평가하였다.
  • 이렇게 상용화 염료인 RBBR을 이용한 균주 선별 방법을 통해 본 연구에서는 균에 따른 다른 효소 시스템을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 P.
  • 이전까지 우수 균주 선발 방법으로 이용했던 기질에 대한 생장속도 및 저항성 테스트는 기질의 생분해와 관련된 백색부후균의 효소 시스템을 이해하기에는 부족하므로, 본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 바탕으로 쉽게 이용 가능하며, 리그닌 분해 효소 활성에 따라 색 변화를 나타내는 염료 중 하나인 RBBR을 이용하여 유기용매 리그닌 생분해 우수 균주를 선별하고자 하였다(Glenn & Gold, 1983).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
백색부후균이 가진 특징적인 리그닌 분해 효소는 무엇이 있는가? 이 중 백색부후균은 특징적인 리그닌 분해효소 시스템을 가지고 리그닌을 선택적으로 생분해 한다. 대표적인 리그닌 분해 효소로는 lignin peroxidase (LiP; EC 1.11.1.14), manganese dependent peroxidase (MnP; EC 1.11.1.13), laccase (Lac; EC 1.10.3.2)가 있으며 효소분류학적으로 산화․환원 효소에 속한다(Schmidt, 2006). LiP와 MnP는 과산화수소 존재 하에 phenoxy radical과 cation radical을 형성함으로써 리그닌 분해를 유도한다.
리그닌을 변환시킬 수 있는 대표적인 미생물은 무엇인가? 리그닌을 변환시킬 수 있는 대표적인 미생물인 목재부후균은 박테리아와는 달리 복합적인 효소시스템을 바탕으로 비특이적으로 빠르고 광범위하게 기질과 반응하므로 리그닌으로부터 다양한 산물을 생성할 수 있다(Martínez et al., 2005).
목재부후균의 특징은 무엇인가? 리그닌을 변환시킬 수 있는 대표적인 미생물인 목재부후균은 박테리아와는 달리 복합적인 효소시스템을 바탕으로 비특이적으로 빠르고 광범위하게 기질과 반응하므로 리그닌으로부터 다양한 산물을 생성할 수 있다(Martínez et al., 2005).
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