Purification and Enzymatic Properties of Myrosinase in Korean Mustard Seed(Brassica juncea)

한국산 겨자중 Myrosinase의 정제 및 효소학적 특성

  • 신창식 (경상대학교 식품공학과) ;
  • 서권일 (동국전문대학 전통발효식품과) ;
  • 강갑석 (부산전문대학 식품가공과) ;
  • 안철우 (부산전문대학 식품가공과) ;
  • 김용관 (부산전문대학 식품가공과) ;
  • 심기환 (경상대학교 식품공학과)
  • Published : 1996.08.01

Abstract

Myrosinase was purified from Korean mustard seed(Brassica juncea) by a sequential process of DEAE-cellulose, concanavalin A-sepharose, and Superose 6 chromatography. The molecular weight of puri-fied myrosinase(II-2) determined by SDS-polyacrylamide electrophoresis was 67KD. About a 248-fold purification for myrosinase II-2 was obtained after Superose 6 chromatography. Optimum pH of the myrosinase was 7.0 and optimum temperature of the enzyme was $3^{\circ}C.$ The enzyme was stable at pH 7.0, and below $30^{\circ}C.$ Cu, Hg and Fe ion significantly inhibited the enzyme activity, but ascorbic acid enhanced, resulting in a maximum activity by 1mM ascorbic acid. Among tile ascorbic acid ana-logues, dehydroascorbic acid inhibited the enzyme activity, whereas others showed a little effect. Reducing agents such as 2-mercaptoethanol and dithiothreitol inhibited the enzyme activity, but the reducing agents with ascorbic acid was enhanced enzyme activity.

한국산 겨자에서 myrosinase를 분리 및 정제하고, 이들의 효소학적 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 겨자 myrosinase를 DEAE-cellulose, Concanavalin A-Sepharose 및 FPLC Soporose 6 칼럼을 이용하여 분리 및 정제하였을 때 적어도 3개의 이성효소가 존재하는 것으로 나타났으며, Myrosinase II-2의 최종 비활성도는 57.lunits/mg, 정제도는 약 248배였다. SDS-PAGE상에서 myrosinase(II-2)의 단일밴드를 확인한 결과, 그 분자량은 약 67KD로 추정 되었다. 최적 pH는 phosphate 및 Tris-HCI 완충액에서 7.0이 가장 활성이 높았고, 그 효소는 pH 7.0에서 안정하였으며, 최적 활성을 나타내는 온도는 $37^{\circ}C$ 부근이었고, $40^{\circ}C$ 이상에서는 비교적 불안정하게 나타났다. Ascorbic acid의 영향은 1mM에서 가장 안정하였으며, 그 이상의 농도에서는 변화가 없었다. 망간과 마그네슘 및 나트륨은 효소활성을 촉진시키는 것으로 나타났으며 구리, 수은 및 철 이온은 약간 저해하였다. Ascorbic acid analogue 중 dehydroascorbic acid는 효소 활성을 저해하였으며, 나머지 것들은 거의 영향을 미치지 않았다. 2-Mer-captoethanol과 dithiothreitol과 같은 환원제는 효소활성을 억제하였으나 이들과 ascorbic acid를 함께 첨가 하였을 때는 활성이 다소 증가하였다.

Keywords

References

  1. Volatile flavour compounds of the cructiferae Macleod, A. J.
  2. Spices, condiments and seasonings Farrell, K. T.
  3. 경상대학교 박사학위논문 한국산 겨자의 항균성에 관한 연구 서권일
  4. Arch. Bicho. Biophys. v.75 Reese, E. T.;Clapp, R. C.;Mandels, M.
  5. Agr. Biol. Chem. v.39 Purification and general characteristics of bacterial myrosinase produced by Enterobacter cloacae Tani, N.;Ohtsuru, M.;Hata, T.
  6. Biochem. Biophys. Acta v.315 Studies on myrosinase, II, Purification and characterization of a myrosinase from rapeseed(Brassica napus L.) Lonnerdal, B.;Janson, J. C.
  7. Agric. Biol. Chem. v.43 Studies on the myrosinase from Wasabia japonica : Purification and some properties of wasabi myrosinase Ohtsuru, M.;Kawatani, H.
  8. 한국식품과학회지 v.21 무 myrosinase의 정제 및 특성 김미리;이혜수
  9. 충남대학교 석사학위논문 무 myrosinase의 정제와 깍두기 숙성 중의 myrosinase 활성의 변화 이경선
  10. 한국영양식량학회지 v.24 배추 myrosinase의 정제 및 효소학적 특성 강갑석;서권일;심기환
  11. 한국농화학회지 v.36 무에서 추출한 myrosinase의 정제 및 효소학적 특성 심기환;강갑석;서권일
  12. 한국식문화학회지 v.9 돌산 갓의 myrosinase의 분리 정제 및 갓 김치 숙성 중 myrosinase 활성도의 변화 박정로;박석규;조영숙;전순실
  13. J. Agric. Food Chem. v.34 Myrosinase from Sinapis alba L. Palmieri, S.;lori, R.;Leoni, O.
  14. Biochim. Biophys. Acta v.276 Studies on myrosinase I. Purification and characterization of myrosinase from white mustard seed(Sinapis alba. L.) Bjorkman, R.;Janson, J. C.
  15. Agr. Biol. Chem. v.31 Studies on the myrosinase in mustard see. Part I. The chromatographic behaviors of the myrosinase and some of its characteristics Tsuruo, L.;Yosida, M.;Hata, T.
  16. Agr. Biol. Chem. v.36 Molecular properties of multiple forms of plant myrosinase Ohtsuru, M.;Hata, T.
  17. J. Biol. Chem. v.65 A more specific reagent for the determination of sugar in urine Summer, J. B.
  18. Anal. Biochem. v.72 A rapid sensitives method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding Bradford, M. M.
  19. Nature v.227 Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 Laemmli, V. K.
  20. Archives, Biophysics v.280 An improved method for the purification of myrosinase and its physicochemical characterization Pessina, A.;Thomas, R. M.;Palmieri, S.;Luisi, P. L.
  21. Biochim. Biophys. Acta v.327 Studies on myrosinase. III. Enzymatic properties of myrosinases from Sinapis alba and Brassica napus seeds Bjorkman, R.;Lonnerdal, B.
  22. Agr. Biol. Chem. v.37 Studies on the activation mechanism of the myrosinase by L-ascorbic acid Ohtsuru, M.;Hata, T.
  23. Phytochemistry v.11 Effect of ascorbic acid on thioglucosidase form different crucifers Henderson, H. M.;McEwen, T. J.
  24. J. Exp. Botany v.31 Myrosinase in Sinapis alba L. Phelan, J. R.;Vaughan, J. G.
  25. Agr. Biol. Chem. v.33 Fungal myrosinase. I. Production, purification Ohtsuru, M.;Tsuruo, I.;Hata, T.