Bacillus endoxylanase를 이용한 Xylan의 가수분해 반응에서, 반응 온도 상승은 endoxylanase의 낮은 열 안정성 때문에 xylobiose, xylotriose 생성을 감소시킴을 HPLC를 통해 확인하였다. 추가적으로, birchwood xylan과 endoxylanase를 이용한 반응에서는 기질 농도 상승이 가수분해 속도를 감소시키며, \( 4 \% \)의 birchwood xylan 사용이 가장 효율적인 xylooligosaccharide 생성을 보였다.
<h2>반응온도에 따른 xylooligosaccharide 생산</h2> <p>Xylan을 Bacillus endoxylanase로 가수분해 시 반응온도에 따라 생성된 xylooligosaccharide의 조성 변화를 조사하기 위해 HPLC를 행하였다(Fig. \(3 \)). 농축된 \(10 \) unit xylanase를 함유하고 있는 \( 2 \% \) birchwood xylan 용액을 \( 40 ^ {\circ } \mathrm { C } , 50 ^ {\circ } \mathrm { C } , 60 ^ {\circ } \mathrm { C } \), \( 70 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 \(1 \) 시간 반응시켰다. 각 온도에서 xylobiose가 xylo-triose보다 많이 생성되는 패턴은 비슷하였지만 \( 60 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상이 되면 반응생성물인 xylobiose, xylotriose는 감소함을 알 수 있는데 이는 endoxylanase 최적온도는 \( 60 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이지만 이 온도에서는 낮은 열안정성으로 인해 생성물 감소가 나타나는 것으로 판단된다. 주 생성산물인 xylobiose, xylotriose의 xylooligosaccharide은 장내세균 중의 Bifidus균의 중식을 촉진하는 탁월한 효과를 가지고 있다. 따라서 xylooligo-saccharide 생산시에는 endoxylanase 최적 반응온도 \( 60 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 가 아닌 그보다 낮은 \( 40 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 와 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 반응시키는 것이 적합하다고 판단된다. 또한 효모에서 발현된 재조합 endoxylanase 의 경우 온도의 영향을 크게 받지 않고 xylobiose, xylotriose가 생성되는 것과 비교해볼 때(data not shown), Bacillus에서 발현된 endoxylanase의 경우 xylooligosaccharide 생산 시 온도에 영향을 받는다는 것을 알 수 있었고 xylobiose의 생성율이 xylotriose보다 우세함을 알 수 있었다.</p> <h2>가질농도에 따른 xylooligosaccharide 생산</h2> <p>최적의 xylan 농도를 결정하기 위해 birchwood xylan (2 8 \%)과 endoxylanse \(10 \) unit를 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 \(10 \) 분 \( ~ 12 \) 시간 반응시켰다. 이 반응생성물을 TLC로 분석한 결과, 기질농도가 놇아짐에 따라 가수분해 되는 속도가 느려지는 것을 확인 할 수 있었는데, birchwood xylan을 \( 4 \% \) 사용하였을 때 반응 시간에 비해 가장 많은 xylooligosaccharide을 생성했고, 주 생성물인 xylobiose와 xylotriose도 반응 \(10 \) 분부터 생성됨을 확인할 수 있었다 (Fig. \(4 \)). 또한 반응시간에 따른 환원당 (xylose equivalent)정량의 결과에서도 \( 4 \% \) xylan을 사용했을 때 분해속도가 가장 빠르다는 것을 알 수 있었다. 같은 효소 농도를 사용했을 때, 기질의 농도가 낮은 \( 2 \% \) xylan에서는 환원당 양의 저하가 관찰되었고, 고농도 xylan ( \(6 \% \)와 \( 8 \%) \) 의 경우에서는 기질 농도가 높아짐에 따른 가수분해 속도의 저하가 일어났을 것으로 생각된다. E. coli에서 발현된 Bacillus sp. endoxylanase의 경우 \( 2 \% \) oat spelts xylan \( ( \mathrm { w } / \mathrm { v } ) \) 을 \( 40 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 \(10 \) 시간 반응시켰을 때 \(1 \)시간 후에 주생성물인 xylobiose가 생성됨을 볼 수 있었는데, 본 연구에서의 xylan 가수분해시스템에서는 더 높은 기질농도를 사용하여 반응시켰을 때 가수분해 속도가 더 빠름을 알 수 있었다.</p>