<h2>균주의 생장과 효소 생산성</h2><p>Paenibacillus sp. DG-22의 생장에 따른 \( \beta \)-xylosidase의 생산성을 조사하기 위하여 효소 생산성에 가장 높은 유도효과를 나타내는 것으로 확인된 \( 1.0 \% ~ ( \mathrm{w} / \mathrm{v} ) \) \( \beta \)MeXyl가 첨가된 2x YT 배지에서 배양하면서 시간별로 균주의 생장과 효소 생산성을 조사하였다. 그 결과 Paenibacillus sp. DG-22의 생장은 24 시간에 정지기에 달하였고 \( \beta \)-xylosidase의 생합성은 균주의 생장과 함께 증가하여 16 시간에 이르러 최고에 달하였으며 4 시간 동안 일정한 수준을 유지하다가 생장이 정체기에 이르면서 점차 감소하였다. 이는 아마도 유도물질인 \( \beta \)MeXyl가 분해되어 생긴 xylose가 효소활성을 억제하거나 protease에 의해 효소가 분해되기 때문이라 생각된다. 따라서 효율적인 \( \beta \)-xylosidase의 생산을 위해서는 균주의 생장이 정체기에 이르기 전까지만 배양하여 효소의 생산성이 최고에 이르렀을 때 세포를 회수하여 정제하는 것이 바람직하다.</p><h2>Glucose와 xylose에 의한 억제</h2><p>일반적으로 미생물 유래의 \( \beta \)-xylosidase 생합성은 xylan에 의해서 유도되고 glucose에 의해 catabolite repression을 받는 것은 공통된 현상이지만 xylose에 의한 영향은 균주마다 다른 양상을 나타낸다. Bacillus subtilis와 Butyrivibrio fibrisolvens는 xylose에 의해 \( \beta \)-xylosidase 생산성이 유도되며, Cellulomonas flavigena와 C. uda는 xylose에 의해 효소생산이 억제된다고 보고되어 있다. 이전의 연구에서 Paenibacillus sp. DG-22의 xylanase 생산은 glucose에 의해 catabolite repression을 받는 것으로 조사되었다. \( \beta \)-xylosidase의 생합성에 미치는 glucose와 xylose의 영향을 알아보기 위하여 oat spelts xylan과 \( \beta \)MeXyl가 각각 \( 1 \% ~ ( \mathrm{w} / \mathrm{v} ) \) 포함된 배지에 glucose나 xylose를 \( 1 \% ~ ( \mathrm{w} / \mathrm{v} ) \) 되게 첨가하여 배양한 뒤 효소의 생산성을 측정하였다. Xylan에 glucose나 xylose를 첨가하였을 때 \( \beta \)-xylosidase의 생산성이 급격히 감소하는 것으로 보아 본 균주는 glucose나 xylose에 의한 catabolite repression을 받는 것으로 나타났다. \( \beta \)MeXyl에 glucose나 xylose가 함께 존재할 경우에는 \( 12 - 20 \% \) 의 억제효과만 나타났다. 이는 \( \beta \)MeXyl에 의한 유도효과가 워낙 높아서 glucose나 xylose에 의한 억제효과가 상대적으로 적게 나타났기 때문이라 사료된다. Glucose에 의해 생합성이 완전히 정지되는 xylanase와는 달리 \( \beta \)-xylosidase 생산성은 glucose에 의한 영향을 적게 받는 것으로 보아 Paenibacillus sp. DG-22에서 생산되는 \( \beta \)-xylosidase는 xylanase와는 다른 조절 기작을 받는 것으로 보인다.</p><h2>전기영동 및 활성염색 (zymogram)</h2><p>Paenibacillus sp. DG-22가 생산하는 \( \beta \)-xylosidase에 대한 \( \beta \)MeXyl의 유도효과 및 대략적인 분자량을 알아보기 위해 2x YT와 \( 1.0 \% \) \( \beta \)MeXyl가 첨가된 2x YT 배지에서 각각 균주를 배양하였다. 배양된 세포로부터 추출된 조효소액을 SDS-PAGE 한 후 형광기질인 \( \beta \)MUX를 이용한 활성염색 (zymogram)을 실시하였다. 그 결과 \( 80 ~ \mathrm{kDa} \) 크기의 단백질에서 활성이 나타났으며 Coomassie Brilliant Blue R-250으로 염색된 gel에서도 동일한 크기의 band가 \( \beta \)MeXyl로 유도된 세포에서 추출된 단백질에서 증가된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 Paenibacillus sp. DG-22에서 생산되는 \( \beta \)-xylosidase는 \( \beta \)MeXyl에 의해 유도되며 분자량이 \( 80 ~ \mathrm{kDa} \) 인 단백질이거나 동일한 \( 80 ~ \mathrm{kDa} \) 의 여러 소단위로 구성된 단백질일 것으로 사료된다. 또한 활성염색에서 단 하나의 활성 band만 나타난 것으로 보아 Paenibacillus sp. DG-22에서는 단 한 종류의 \( \beta \)-xylosidase만이 생산되는 것으로 보인다.</p>
\( 1.0 \% ~ ( \mathrm{w} / \mathrm{v} ) \) \( \beta \)MeXyl은 무엇에 가장 높은 유도효과를 나타내는가?
효소 생산성