Purification and Characterization of the Extracellular Alginase Produced by Bacillus licheniformis AL-577

알긴산 분해균 Bacillus licheniformis AL-577가 생산하는 균체외 효소의 정제 및 특성

The extracellular enzyme alginase produced by Bacillus licheniformis AL-577 was purified by ion chromatography on CM-Cellulose column, DEAE-Sepharose column, and followed by gel filtration on Sephadx G-100 column. The optimum pH and temperature for the activity of the purified enzyme were 6.0 and $35^{\circ}C$, respectively. The enzyme was stable at the pH range of $6.0\~9.0$ and at $20^{\circ}C$. The molecular weight of the enzyme was estimated to be about 25,500 daltons by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. NaCl was required for high activity of the enzyme. The enzyme was inhibited by $Ba^{2+},\;Co^{2+},\;Cu^{2+},\;Fe^{2+},\;Mg^{2+},\;Zn^{2+},\;NH_4^+$, EDTA, L-cysteine, and 2-mercaptoethanol, while stimulated by DTT, O-phenanthroline, $K^+$ and $Li^+$. This enzyme was proposed to be an alginase specifically degrading alginic acid.

알긴산을 선택적으로 분해하는 Bacillus licheniformis AL-577 균주가 생산하는 균체 외 효소를 정제하고 특성을 밝혔다. CM-Cellulose, DEAE-Sepharose 및 Gel 크로마토 그래프 등의 순서대로 정제하여 정제도가 약 98배 정도인 효소를 얻었다. 정제효소의 활성 최적 pH 및 온도는 5.0 및 $35^{\circ}C$이었고, pH 5.5이하와 pH 9.5이상의 반응조건에서는 불안정하였으며, $20^{\circ}C$이상의 온도에서는 불활성화가 쉽게 일어나는 효소였다. 얻어진 효소를 SDS-PAGE로 분자량을 측정한 결과 25,500 Da으로 추정되었다. NaCl 0.2 M 농도에서 최대의 활성을 나타내었고, 무첨가시에도 활성은 약간 나타내었다. $Cu^{2+},\;Fe^{2+},\;Mg^{2+},\;Zn^{2+}$ 등과 같은 2가 금속이 온에 의해서는 활성이 현저히 억제되었고, $K^+,\;Li^+$ 이온에 의해서 활성이 촉진됨을 알 수 있었다. 화학약품인 dithiothreitol 와 O-phenanthroline의 첨가로 인하여 약간의 활성 증가를 가져 왔으며 반면 EDTA, L-cysteine는 현저하게 감소하였다. 이 효소는 알긴산에만 특이적으로 작용함으로써 본 효소는 alginase 또는 alginate lyase인 것으로 판단되었다.