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극한효소의 분자해부 및 분자수술

전문가 제언: ○ Xylanase는 다당 Xylan의 가수분해효소로서 여러 방면에서 산업응용으로 주목받고 있다. Xylan은 알칼리성에서 물에 용해되기 쉽게 되므로 알칼리성 조건에 있어서는 높은 활성을 나타내는 Alkali-Xylanase에 기대가 밀려오고 있다. 이 논문에서는 호 알칼리성 세균이 생산하는 알칼리 Xylanase에 관심을 가져 그의 구조 및 활성의 상관관계의 해명과 새로운 내 알칼리성 향상을 위한 시도를 설명하고 있다.

○ 알칼리성조건에서 높은 활성을 나타내는 41M-1주 Xylanase J에 주목하며 그 활성발현기구의 분자수준에서의 해명과 새로운 기능향상을 목표로 한 연구를 수행함으로써 단백질 공학적 수법을 구사한 실직적인 연구가 중심이 되었다. 그중에서도 Xylanase J의 촉매활성에 관여하는 아미노산잔기 특정에 성공함으로써 아미노산 치환으로 인한 반응적정 ㏗의 인공통제로서의 조정할 수 있는 길을 개척하게 되었다.

○ 촉매도메인의 cleft 내부에 존재하는 특징적인 염교(塩橋)가 Xylanase의 알칼리성 조정에 있어서 활성발현에 중요한 역할을 담당하는 것으로 밝혀짐으로써 아미노산 치환으로 인한 해당 염교를 강화하게 하여 더욱더 높은 알칼리성 영역에 있는 Xylanase의 반응적정 ㏗를 한층 더 알칼리성 쪽으로 이동시키게 되면 효소의 반응적정 ㏗를 더욱 높이게 될 것이다.

○ Xylanase J의 입체구조에 바탕을 둔 분자모델링을 수행하여 촉매도메인의 cleft 내부에다 새로운 염교를 도입함으로써 Xylanase의 새로운 내성인 알칼리성화를 보다 높게 이룩하게 될 것이다. 이러한 연구 성과는 Xylanase J 이외의 패밀리 11 Xylanase에 관해서도 적응이 가능할 것으로 생각되며, 패밀리 11 Xylanase의 반응적정 ㏗를 자유자재로 조정할 수 있는 연구 결과가 머지않아 이루어질 것으로 보아 효소공업 기업인의 관심을 촉구한다.

저자: Hirohito Umemoto, Satoshi Nakamura
자료유형: 학술정보