사상균의 셀룰로오스 분해기구와 관련효소의 연구동향(Recent Advances of Research on Fungal System of Cellulose Degradation and Related Enzymes)

전문가 제언

□ 셀룰라아제는 섬유소의 1,4-glucoside bond를 가수분해하여 cellobiose를 만드는 효소(EC 3.2.1.4)로, 곰팡이와 세균, 연체동물(달팽이), 곤충(흰개미 · Macrotoma), 반추동물의 장내소화균 등에서 분비된다. 나무속을 뚫고 사는 곤충류의 소화액에도 많이 함유되어 있다.

□ 미생물이 분비하는 셀룰라아제는 복합효소의 형태로 존재하며, 가수분해의 특성에 따라 세 종류로 구분한다. 첫째는 carboxymethyl celluose를 가수분해하는 endoglucanase(EG)로, 섬유소를 무작위적으로 분해해 비환원성 말단기를 만든다. 둘째는 Avicel의 분해능이 높은 exoglucanase(CBH)로, 섬유소의 비환원성 말단을 공격해 cellobios를 생성한다. Ba2+에 의해 활성이 가장 촉진되며, Hg2+에 의해 가장 저해를 받는다. 셋째는 β-glucanase로, cellobiose를 glucose로 분해한다. EG와 CBH를 같이 혼합해 처리하면 시너지효과를 나타내므로 cellulose의 분해가 촉진된다.

□ 셀룰라아제는 세제 첨가물이나 목재 · 직물제품의 가공에 많이 이용된다. 예컨대 면직물의 스톤워싱, 피치스킨, 감량 가공 등은 셀룰라아제로 처리한다. 제지분해에 가장 많이 이용하는 Trichodelma virde의 셀룰라아제를 정제해 얻은 EG(endoⅠ)과 CBH(exoⅡ) 및 혼합효소의 최적 pH는 각각 4.5, 5.5, 5.0이며, 이들의 최적 온도는 50℃이다. 이중, EG의 분해력이 가장 우수하며, 혼합효소에 의한 처리는 섬유소의 분해율을 떨어뜨린다.

□ 복합효소인 셀룰라아제는 존재형식이 다양하므로 cellulose를 분해하는 기구가 아직 밝혀지지 않고 있다. 현재의 연구 내용들은 대부분 복합 효소계를 구성하는 셀룰라아제를 각기 분리 · 정제해, 각 성분에 대한 흡착특성과 가수분해기구를 규명하려는 것이다. 지구상에 가장 많은 유기물질인 섬유소를 분해하는 셀룰라아제의 분해기구가 밝혀진다면 섬유소를 효율적으로 분해할 수 있으므로 이 분야의 연구에 관심이 고조되고 있다. 효소학에서 셀룰라아제의 연구는 이제 시작단계라 할 수 있다.

저자

Masahiro SAMEJIMA ; Kiyohiko IGARASHI

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

바이오

연도

2004

권(호)

50(6)

잡지명

목재학회지(A144)

과학기술
표준분류

바이오

페이지

359~367

분석자

임*삼

분석물

• 사상균의 셀룰로오스 분해기구와 관련효소의 연구동향.pdf [206,074 byte]

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