고온·알칼리성 Bacillus sp.의 Catabolite Repression 저항성 변이주로부터 Cellulase 및 Xylanase의 생산 = Cellulase and Xylanase Production in the Catabolite Repression Resistant Mutant of Thermophilc Alkalophilic Bacillus sp.

국문 초록 (Abstract)

고온·알칼리성 cellulase 및 hemicellulase 생성 미생물을 분리할 목적으로 pH 10.3의 PY-CMC배지에서 55℃로 3회 연속 직접배양하여 효소 생성능이 우수한 20여균주를 분리하였고, 그 중에서 2개균주를 최종 선정하여 균학적 성상을 조사한 결과 고온·알칼리성 Bacillus속과 거의 일치하였다. 선정, 동정된 고온·알칼리성 Bacillus sp. F204와 F1020은 α-1, 4-glucose 등에서는 효소 생합성이 왕성하였으나, glucose와 같은 단당류에서는 효소가 전혀 유도되지 않았는데, 이 두 균주는 carbon catabolote repression을 받고 있었다. 2-deoxy glucose는 야생주에서는 강력한 repressor로 작용하였고, 야생주의 catabolite repression을 해제 시키는데 antimetabolite로 작용한다는 것이 밝혀졌다. NTG(500㎍/㎖, 50℃, 20∼60분)와 UV(2분) 처리후 2-DG(20mM)에 직접배양하여 강력한 catabolite repression resistant strain인 M-211과 M-367을 분리하였다. M-211과 M-367은 2-DG를 energy원으로 이용하였으며, glucose에 대하여 CMCase는 1.5%, avicelase 및 xylanase는 약 1.0%까지 저항성을 보였다. 또한 두개의 변이주의 효소 활성은 CMCase 2배, avicelase 1.5배 및 xylanase3배의 증가를 보였으며, 각 효소생합성을 위한 gene expression은 cAMP-independent transcription을 하는 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Cellulase and xylanase synthesis of thermophilic alkalophilic Bacillus sp. F204 and F1020 isolated in our lab, were repressed by glucose and induced by compounds structurally related to α-1,4 linkage (avicel cellulose and xylan et. al.). Catabolite repression-resistant mutants were obtained through treatment of NTG(500㎍./㎖), UV(2 min) and enrichment culture in 2-deoxy glucose (20 mM) containing PY-glucose on the wild type strain. T재 catabolite repression resistant mutants were not repressed by glucose and produced cellulase complex and xylansase when in grown in the presence of 1.0% glucose and 30mM 2-DC, which were repressors in wild type. Enzyme production was greater with the mutants (CMCase of 2 times, avicelase of 1.5 times, xylanase of 3 times) than with the wild type strains under various test conditions. T재 mutants M-211 and M-367 were potential catabolite repression resistant mutants and their gene expression was cAMP independent transcription.