Laccase는 다양한 기질 특이성과 폭넓은 반응성을 가지고 있어, 염료 탈색, 펄프 표백, 환경 정화, 폴리머 합성, 바이오센서 및 바이오 연료전지 등 다양한 분야에서 활용된다. 이들 효소는 PAHs와 chlorophenols 등의 환경 오염물질 제거에 사용되는 연구가 진행 중이다. 이 효소는 다양한 페놀 화합물을 산화시키는 특성을 가지며, 리그닌 등의 난분해성 물질도 효소에 의해 분해된다. 본 연구에서는 마늘낙엽버섯 \( M \). scorodonius에서 리그닌 분해 활성성을 확인하고, 최적의 배양조건을 통해 laccase의 분비 생산성을 증가시키며, 생산된 laccase의 효소학적 특성을 연구한다.
<h1>서 론</h1> <p>Laccase 는 구리를 함유하는 multi-copper blue oxidase의 일종으로 고등식물, 곤충, 세균, 균류 등에서 발견되어 왔다. 이 효소는 monophenols, polyphenols,methoxy-substituted phenols, aromatic amines, lignin을 포함하는 많은 페놀 화합물들을 산화시키므로 다양한 기질 특이성을 가진다. 대부분의 laccase는 4개의 구리이온을 함유하며 단백질 구조 내에 3가지(type-1, type-2,ype-3)의 구리결합자리를 가지고 있다. 효소반응에서 기질의 산화반응은 type-1 구리에 의해 촉매 되어 전자는 trinulear cluster (1개의 type- 2 copper와 2개의 type-3 cooper로 구성)을 따라 이동하고, 산소분자의 환원과 물 분자의 방줄을 동반하게 된다. 이런 전자이동 메커니즘을 바탕으로 laccase monomer의 교차연결, polymer의 분해 및 방향족 화합물의 개열에 관여한다. 이와 같이 laccase는 다양한 기질 특이성뿐만 아니라 폭넓은 효소 반응성 때문에 염료 탈색, 펄프 표백, 생물학적 환경 정화, 폴리머합성, 바이오센서 및 바이오 연료전지 등의 여러분야에서 활용되고 있다. 리그닌은 퐁부한 방향족 중합체로 구성되어 산에 의해서도 쉽게 분헤되지 않는 난분헤성 물질이지만 백색부후균이 생산하는 laccase, lignin peroxidase, manganese peroxidase등의 효소들이 리그닌을 분해하는 것으로 알려져 있다. 따라서 이들 효소를 이용하여 PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons) 또는 chlorophenols 등 여러 환경오염물질의 제거 및 감소에 응용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 특히 균류의 laccase를 이용한 연구가 가장 활발하게 진행되어 Trametes versicolor 및 Myceliophthora thermophila에 의한 PAHs의 분해, Panus tigrinus 및 Coriolus versicolor에 의한 chlorophenols의 transformation, Trametes villosa 에 의한 bisphenol \( \mathrm { A } \) 의 분해 등이 보고되어 있다. 버섯은 자실체로부터 항암, 면역증강, 항균 및 혈압 상승억제 등의 효능이 밝혀져 식품 및 의약품으로 이용되고 있으며, 자연생태계의 물질순환과정에서 생성되는 다양한 부산물을 분해하는 기능이 있어 산업적인 활용에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 마늘낙엽버섯(Marasmius scorodonius)은 주름버섯목 송이버섯과에 속하는 담자균류로서 강한 마늘 향기가 나서 galic mushroom이라고도 명명되며 활엽수림내 나뭇가지, 토막, 그루터기 위에서 군생한다. \( M \). scorodonius 은 새로운 항생물질인 scorodonin을 생산하는 것으로 처음 보고되었고, 이후 \( \beta \) carotene을 분해하는 peroxidase의 생산 및 효소학적 특성에 대하여 보고된 바 있으나, 그밖에 다른 특성에 대해서는 알려진 것이 없다. 본 연구에서는 마늘낙엽버섯 \( M \). scorodonius로부터 리그닌 분해활성을 확인하고, 액체배양법을 이용하여 리그닌 분해효소인 laccase의 분비 생산성을 증가시키기 위한 최적 배양조건을 조사하였으며, 이 균주 배양액으로부터 생산된 laccase의 효소학적 특성을 연구하였다.</p>