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Identification and Characterization of a Novel Terrabacter ginsenosidimutans sp. nov. β-Glucosidase That Transforms Ginsenoside Rb1 into the Rare Gypenosides XVII and LXXV
저자
An, Dong-Shan ; Cui, Chang-Hao ; Lee, Hyung-Gwan ; Wang, Liang ; Kim, Sun Chang ; Lee, Sung-Taik ; Jin, Fengxie ; Yu, Hongshan ; Chin, Young-Won ; Lee, Hyeong-Kyu ; Im, Wan-Taek ; Kim, Song-Gun
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학술지명
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발행연도
2010
작성언어
-등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
5827-5836(10쪽)
제공처
소장기관
<B>ABSTRACT</B><P>A new β-glucosidase from a novel strain of <I>Terrabacter ginsenosidimutans</I> (Gsoil 3082<SUP>T</SUP>) obtained from the soil of a ginseng farm was characterized, and the gene, <I>bgpA</I> (1,947 bp), was cloned in <I>Escherichia coli</I>. The enzyme catalyzed the conversion of ginsenoside Rb1 {3-<I>O</I>-[β-d-glucopyranosyl-(1-2)-β-d-glucopyranosyl]-20-<I>O</I>-[β-d-glucopyranosyl-(1-6)-β-d-glucopyranosyl]-20(<I>S</I>)-protopanaxadiol} to the more pharmacologically active rare ginsenosides gypenoside XVII {3-<I>O</I>-β-d-glucopyranosyl-20-<I>O</I>-[β-d-glucopyranosyl-(1-6)-β-d-glucopyranosyl]-20(<I>S</I>)-protopanaxadiol}, gypenoside LXXV {20-<I>O</I>-[β-d-glucopyranosyl-(1-6)-β-d-glucopyranosyl]-20(<I>S</I>)-protopanaxadiol}, and C-K [20-<I>O</I>-(β-d-glucopyranosyl)-20(<I>S</I>)-protopanaxadiol]. A BLAST search of the <I>bgpA</I> sequence revealed significant homology to family 3 glycoside hydrolases. Expressed in <I>E. coli</I>, β-glucosidase had apparent <I>Km</I> values of 4.2 ± 0.8 and 0.14 ± 0.05 mM and <I>V</I>max values of 100.6 ± 17.1 and 329 ± 31 μmol·min<SUP>−1</SUP>·mg of protein<SUP>−1</SUP> against <I>p</I>-nitrophenyl-β-d-glucopyranoside and Rb1, respectively. The enzyme catalyzed the hydrolysis of the two glucose moieties attached to the C-3 position of ginsenoside Rb1, and the outer glucose attached to the C-20 position at pH 7.0 and 37°C. These cleavages occurred in a defined order, with the outer glucose of C-3 cleaved first, followed by the inner glucose of C-3, and finally the outer glucose of C-20. These results indicated that BgpA selectively and sequentially converts ginsenoside Rb1 to the rare ginsenosides gypenoside XVII, gypenoside LXXV, and then C-K. Herein is the first report of the cloning and characterization of a novel ginsenoside-transforming β-glucosidase of the glycoside hydrolase family 3.</P>
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