<h1>결과 및 고찰</h1><h2>APPL의 측정</h2><p>Pseudomonas sp. LG-2는 lignin(aldrich 제품)을 분해하여 중간 분해산물인 APPL을 생성한다. Pseudomonas sp. LG2가 천연 lignocellulose의 분해 가능성을 조사하기 위하여 BSG(brewer's spent grain)를 extractive-free lignocellulose 시료로 사용하여 Pseudomonas sp. LG2가 천연의 lignocellulose를 분해하여 APPL 화합물을 생성하는지 1주일 간격으로 함량을 측정한 결과를 Fig. 1에 나타냈다. 각 배양기간 마다 배양액에서 측정한 APPL의 함량은 배양기간 4 주까지 계속 증가하여 배양 4 주에는 \( 83 \pm 5 \mathrm{mg} / 100 \mathrm{ml} \) 이 생성되었으나 그 이후부터는 감소하는 경향을 보였다. 이는 생육동안에 필요한 탄소원 획득을 위해 효소의 분비에 의한 분해산물이 증가 하였으나 그 이후 부터는 분해 산물이 각종 세포외 효소에 의해 산에 침전되지 않는 물질로 분해되는 것으로 생각된다. Monties등의 보고에 따르면 Streptomyces viridosporus T7A의 경우 lignocellulose의 분해는 산화적 탈리그닌화 방법으로 intermonomeric \( \beta \)-ether 결합을 파괴하고 리그닌 중합체에 phenylhydroxyl, \( \alpha \)-carbonyl 및 carboxyl acid group을 만든다고 했으며, APPL 혹은 리그닌 분해물에는 ethylated p-hydroxybenzoic acid(4-hydroxybenzoic acid), protocatechuic acid(3,4-dihydroxybenzoic acid), vanillic acid (4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid), syringic acid (4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid)가 함유되어 있었으며, 또한 APPLs에는 유기질소(2-3\(\%\)) 탄수화물(2-3\(\%\)) 회분(4-5\(\%\))를 포함한 약간의 비 리그닌 성분이 들어 있다고 했다. 그러나 S. viridosporus에서는 aromatic acid의 함량이 높았으나, S. badius에서는 APPLs은 매우 낮게 생산되었다. Benzoic acid 비율 역시 사용된 초기 기질이 softwood, hardwood 혹은 grass lignocellulose에 따라 APPL 분해물에는 p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, syringic acid, ferulic acid(4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid) 및 p-coumaric acid 같은 aromatic acid가 많이 함유되어 있었다. Sterptomyces는 lignocellulose 분해 시 ester결합을 가수분해하여 aromatic acid를 유리시켜 그들을 탄소원 및 에너지원으로 대사 이용한다는 등의 결과를 미루어 볼 때 Pseudomonas sp. LG2 역시 천연의 ligno-cellulose를 분해 이용하기 위하여 여러 가지 세포외 효소가 유도된다고 생각되었다.</p><h2>효소 생산에 관한 탄소원의 영향</h2><p>여러 가지 탄소원을 이용하여 Pseudomonas sp. LG2로부터 유도 분비되는 FAE와 xylanase 세포외 조효소는 기초배지에 탄소원을 \( 1 \% \) 함유한 배지에 5 일 동안 배양한 후 배양 상등액의 효소활성을 조사하여 Table 1에 나타냈다. FAE 효소의 경우, 탄소원으로 단당류를 첨가하여 배양한 배양액에서는 FAE의 활성이 없었으며, 이는 Pseudomonas sp. LG2가 glu-cose, xylose 및 arabinose 같은 단당류에 의해 FAE의 생성이 유도되지 않는 것을 미루어 볼 때 생육에 필요한 에너지원으로 이들을 우선 이용하는 것으로 생각된다. 이에 반해 oat spelt xylan, 맥아박(brewer's spent grain)으로부터 제조한 ferulic acid-rich fraction인 HBSG(hydrolyzed brewer's spent grain) I 및 II, AFBSG(autoclaved fraction from brew-er's spent grain)를 탄소원으로 첨가한 배지에서 FAE의 활성은 비슷하였으나 이들 중 AFBSG를 첨가 했을 때 효소의 활성 \( (0.71 \mathrm{mU} / \mathrm{mg}) \) 이 가장 높은 것으로 나타났다.</p><p>한편 xylanase의 경우, 단당류 중에서 glucose를 첨가한 배지에서만 xylanase의 활성 \( (0.24 \mathrm{U} / \mathrm{mg}) \) 이 조사되어 FAE의 경우와는 차이가 있었다. 그러나 oat spelt xylan과 HBSG I 및 II 와 AFBSG를 첨가한 배지에서는 xylanase의 활성이 모두 조사되었으며, 특히 oat spelt xylan을 첨가한 배양에서 최대 활성 \( (1.34 \mathrm{U} / \mathrm{mg}) \) 을 나타냈다. Pseudomonas sp. LG2는 탄소원으로 HBSG I 및 와 AFBSG, oat spelt xylan을 기질로 사용하여 배양한 결과 FAE와 xylanase를 모두 생산하는 것으로 나타났는데 이는 탄소원에 의해 식물 세포벽을 구성하는 clellulose, hemicellulose 및 리그린 분해 이용에 필요한 효소가 유도 분비 될 것으로 생각된다. 이러한 결과는 ligno-cellulose를 분해하는 Phanerochaete chrysosporium, Penicillium xepansum, Aspergillus niger 같은 Fungi와 Streptomyces속, Pseudomonas속과 같은 미생물에서도 이러한 cellu-lase, hemicellulase, ligninperoxidase 및 각종 esterase를 생산 한다는 보고와 유사한 경향을 보였다. FAE의 활성 유도 기질인 각종 탄소원을 기질로 사용한 배양에서 Pseudomonas sp. LG2에 의해 분해 생산된 ferulic acid의 함량을 비교해 볼 때 oat spelt xylan을 기질로 배양한 배양액에서의 ferulic acid 함량은 매우 낮았으며, 전처리된 탄소원의 종류에 따라서는 생성량에 큰 차이가 없었다. 또한 FAE의 활성과 ferulic acid의 분리와는 상호 관계가 없는 것으로 생각되었다. 이러한 결과는 효소의 생산과 ferulic acid 분리와는 상호연관이 없다는 Tenkanen의 보고와 유사하였다.</p>
각 배양기간 마다 배양액에서 측정한 APPL의 함량은 배양기간 4 주까지 계속 증가하여 배양 4 주에는 \( 83 \pm 5 \mathrm{mg} / 100 \mathrm{ml} \) 이 생성되었으나 그 이후부터는 감소하는 경향을 보였다.이는 생육동안에 필요한 탄소원 획득을 위해 효소의 분비에 의한 분해산물이 증가 하였으나 그 이후 부터는 분해 산물의 어떠한 작용때문인가?
분해 산물이 각종 세포외 효소에 의해 산에 침전되지 않는 물질로 분해되는 것으로 생각된다.