고등 육상식물의 세포벽을 구성되는 Hemicellulose는 다당류이다. 셀룰로오스와 리그닌 간에 결합하였다. Cellulosimicrobium cellulans로 분류되는 Cellulomonas cellulans는 Cellulosimicrobium으로 분류되는 균이 새롭게 계속 나타나고 있다. 작물 재배 토양의 농후배양을 이용하여 헤미셀룰로오스를 분해하는 Cellulosimicrobium속 균주를 분리 및 효소의 생산성을 확인하였다.
<h1>서 론</h1> <p>Hemicellulose는 고등 육상식물의 세포벽을 구성하는 다당류로 리그닌과 cellulose사이에 결합하여 배열해 있다. Xylan과 mannan은 hemicellulose를 이루는 주요 다당류이며 식물의 종류에 따라 그 구성비율이 차이가 있는데 경질목에는 xylan의 함량이 많고 연질목에서는 mannan의 함량이 경질목 보다는 많으나 대체적으로 식물 세포벽의 hemicelluloses 성분 중 xylan의 함량이 mannan 보다는 많다. 한편 mannan 다당류는 다수의 콩과식물 종자의 배유와 일부 비두과류 식물의 완숙한 종자에도 존재하며 구성당에 따라 mannan, glucomannan, galactomannan과 galactoglucomannan 으로 분류된다.</p> <p>Hemicellulases는 hemicelluloses 성분인 xylan과 mannan을 분해하는데 관여하는 효소군으로 xylan과 mannan의 구조가 그 유래식물에 따라 다양하므로 여러종류의 효소를 포함한다. 이들 중 가장 중요한 역할을 하는 효소로 \( \beta-1,4- \) mannanase(mannanase)와 \( \beta-1,4- \) xylanase(xylanase)를 들 수 있는데, mannanase는 \( \beta \)-mannan 다당류의 기본 구성당인 mannose간의 \( \beta \)-1,4-mannosyl 결합을 무작위적으로 분해하여 mannooligosaccharides로 전환시키고 또한 xylanase도 xylan의 기본골격인 \( \beta \)-D-1,4-xylopyranosyl 결합을 무작위로 가수분해하는 효소로서 \( \beta \)-xylosidase와 함께 xylan을 xylose로 가수분해한다. Hemicellulose를 함유한 식물은 식품 및 사료용 원료로 사용될 뿐만 아니라, 바이오매스 자원인 목질계의 hemicellulose는 가장 풍부한 재생가능 자원 중 하나이므로 이들의 효과적인 이용을 위해 mannan과 xylan 성분을 분해하는 mannanase와 xylanase의 유용성이 높아지고 있다. 세균과 곰팡이에서 다수의 xylanase와 mannanase가 발굴되었고 그 유전자에 대한 특성이 규명되었다. 이들 효소를 산업적으로 생산하기 시작하였으며[2, 19], 동시에 효소의 반응특성 연구와 생산성을 증가시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.</p> <p>Cellulomonas cellulans가 Cellulosimicrobium cellulans로 분류되면서 Cellulosimicrobium속에 속하는 새로운 균이 계속 보고되었다. 즉 불용성 무기인 가용화능을 갖거나 효모세포벽 가수분해능을 갖는 균주가 토양에서 분리되었으며, 땅강아지와 지렁이 소화관으로부터 섬유물질 가수분해 효소를 생산하는 균주가 분리되었다. 지렁이에서 분리된 Cellulosimicrobium sp. HY-13의 mannanase 와 xylanase 유전자 및 그 효소특성이 조사되었다. 땅강아지 장관에서 분리된 Cellulosimicrobium sp. HY-12의 xylanase 는 다른 xylanase와 아미노산 배열의 유사도가 낮은 신규효소로 보고되었다[12]. 또한 흰개미 뒤창자에서 섬유소 분해능과 xylan 분해능을 갖는 신균주 \( C \). variabile가 보고되었다. 본 연구에서는 작물재배 토양으로부터 농후배양을 통해 hemicellulose를 분해하는 Cellulosimicrobium속 균주를 분리하여 효소 생산성과 특성을 조사하였다.</p>