꿀벌(Apis mellifera)의 장내 세균인 Bacillus sp. HY-20이 분비하는 Xylanase의 특성 (Characterization of an Extracellular Xylanase from Bacillus sp. HY-20, a Bacterium in the Gut of Apis mellifera)

서지정보

· 발행기관 : 한국미생물학회
· 수록지 정보 : 미생물학회지 / 45권 / 4호 / 332 ~ 338페이지
· 저자명 : 이란희, 김도영, 한미경, 오현우, 함수진, 박두상, 배경숙, 석대은, 신동하, 손광희, 박호용

초록

꿀벌(Apis mellifera)의 장으로부터 xylan분해능이 우수한 세균 HY-20을 분리하였고, Bacillus 속으로 동정하였다.
분리균주 HY-20의 세포 외 GH11 xylanase (XylP) 유전자 (687-bp)는 25,522 Da의 분자량과 9.33의 pI 값을 갖는
228개의 아미노산으로 구성된 단백질을 인코딩하는 것으로 확인되었으며, 지금까지 특성규명이 이루어지지 않
은 B. pumilus xylanase (GenBank accession no.: AY526092)의 아미노산 서열과 97%의 상동성을 보였다. pET-
28a(+)/xylP를 포함하고 있는 Escherichia coli BL21 균주에서 과발현 된 His-tagged XylP (rXylP)는 cation exchange
및 gel permeation chromatography를 통해 순수하게 분리·정제 되었으며, 50oC의 온도와 pH 6.5 조건에서 반응할
때 birchwood xylan에 대해 가장 높은 가수분해 활성을 나타내었다. rXylP는 15분간 55oC에 노출될 때 본래 활성
의 약 50%를 잃어버리는 전형적인 중온성 효소의 특성을 보였으며, Hg2+ (1mM)와 N-bromosuccinimide (5mM)
에 노출될 때 완전히 불활성화 되었고, Mn2+ (1 mM), Fe2+ (1mM) 및 sodium azide (5 mM)에 의해서는 활성이 약
10% 증가될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 한편, rXylP는 xylose유래 다당류는 효율적으로 분해하였지만 PNP-sugar
유도체 및 glucose 유래 다당류는 분해하지 못하였다.

영어초록

A xylan-decomposing bacterium, HY-20, was isolated from the gut of a honeybee, Apis mellifera, and identified
as Bacillus sp. The extracellular GH11 xylanase (XylP) gene (687-bp) of strain HY-20 encoded a protein of 228
amino acids with a deduced molecular mass of 25,522 Da and a calculated pI of 9.33. The primary structure of
XylP was 97% identical to that of B. pumilus xylanase (GenBank accession no.: AY526092) that has not been
characterized yet. The recombinant His-tagged enzyme (rXylP) overexpressed in Escherichia coli BL21 harboring
pET-28a(+)/xylP was purified to electrophoretic homogeneity by cation exchange and gel permeation
chromatographies. The purified enzyme exhibited the highest catalytic activity toward birchwood xylan at pH
6.5 and 50oC and retained approximately 50% of its original activity when pre-incubated at 55oC for 15 min.
The recombinant enzyme was completely inactivated by Hg2+ (1 mM) and N-bromosuccinimide (5 mM), while
its activity was slightly stimulated by approximately 10% in the presence of Mn2+ (1 mM), Fe2+ (1 mM), and
sodium azide (5 mM). rXylP was able to efficiently degrade various polymeric xylose-based substrates but
PNP-sugar derivatives and glucose-based polymers were not susceptible to the enzyme.

참고자료

· 없음