Schizophyllum commune에 의한 Cellulase 생산 및 섬유소계 바이오매스의 당화를 위한 효소적 특성

Abstract

본 연구에서는 Schizophyllum commune외 당 분해효소 생산을 위한 최씩 배양 조건과 목질바이오매스에 대한 당화 특성에 대하여 연구하였다. S. commune 균체 외 효소에는 endo-β-1.4-g1ucanase (EG). cellobiohydrolase (CBH) β-glucosidase (BGL)와 같은 cellulase와 β-l,4-xylosidase (EXL)이 함유되어 있고 그 중에서 EG 및 BGL활성이 비교적 높은 활성을 나타낸 것으로 밝혀졌다 S. commune에서 생산된 EG. BOL. 및 CBH의 최적 온도는 50°C이었으나. 열안정성을 기지는 온도범위는 30~40°C였다. 그리고 최적 pH는 5.5이었으며 열안정성을 나타내는 온도범위에서의 적정 pH는 동일한 pH 5.5이었다. Cellulase 생산을 위한 S. commune9.1 최적 배양 조건은. 탄소원으로 천연 cellulose. 질소원으로는 corn steep. 또는 peptone/yeast extract 혼합을 비타민 은 첨가하지 않는 것이 cellulase 효소활성 증가에 적절한 것으로 밝혀졌던. 또한 탄소원의 최적 첨가 농도는 2% (w/w). 적정 배양 pH 및 온도는 5.5~6.0과 25~30°C로 밝혀졌다 본 연구에서 도출된 최적 배양 조건으로 S. commune를 배양시키고 40배로 농축한 절과. EG가 3670.5 U/㎖. BOL과 CBH가 각각 631.9 u/㎖. 398.5 u/me. BXL이 15.2 U/Me로 매우 높은 효소 활성을 나타냈다 동일한 효소의 Filter Paper Unit도 11 FPU/㎖로 상당히 높았다. 최적배양조건에서 얻어진 S. commune 효소로 다양한 기질에 대해 당화 시험을 실행한 결과, 전처리를 하지 않은 공시 활엽수에 대하여 낮은 당화율을 나타냈으나 천연 cellulose (Aldrich. ~20 micron) 및 볏짚의 경우에는 각각 50.5% 및 33.1%의 높은 당화성능을 나타냈다. 이 같은 당화 수준은 동일 효소농도 (30 FPU/g.glucan)로 비교했을 때 Trichoderma reesei 유래 상용화 효소인 Celluclaset 1.5L의 약 110% 수준을 나타냄으로써. 대량생산기술 개발과정을 통해 목질계 당화 효소로의 사용화 가능성이 높은 균주로 평가되었다.