비 환원성 이당류인 트레할로스는 두 개의 포도당 결합으로 이루어진 세 종류의 이성질체를 가지고 있는데 우수한 특성이 있어 다양한 분야에서 사용되고 있다. 과거 트레할로스의 생산방법이 생산가가 너무 높았는데 최근 미생물에서 트레할로스를 생산하는 효소가 발견되어 연구가 진행되어 왔다. 트레할로스를 생산하는 효소 중 trehalose synthase는 맥아당을 분자 내 전이 반응으로 트레할로스로 전환시키며 많은 장점으로 산업적으로 매우 유용하다 할 것이다. 이 효소를 생산하는 미생물 중 Thermus sp.는 산업용 효소생산 숙주로 매우 적합하다.
<h1>서 론</h1> <p>트레 할로스(D-glucopyranosyl-1,1-D-glucopyranoside) 는 세균, 효모, 곰팡이, 식물, 곤충, 동물 등에 널리 존재하며 두 개의 포도당 결합으로 이루어진 세 종류 \( (\alpha-\alpha, \alpha-\beta, \beta-\beta) \) 의 이성질체를 가지는 비 환원성 이당류이다. 초기에 트레할로스는 세포내의 에너지 보존과 탄소원의 역할로만 알려졌지만, 최근에는 건조, 삼투압, 열과 같은 환경 스트레스에 대한 방어기구로서의 기능에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한 내열성, 내산성, 난흡습성, 결정성, 영양성, 전분노화방지, 단백질변성 방지, 비착색성, 보습성 등의 특성으로 인하여 식품, 화장품, 의약품 등의 다양한 분야에서 폭 넓게 사용 되고 있다. 종래 트레할로스의 일반적인 생산법은 효모 균체에서 추출하는 방법과 아미노산 발효 미생물에 의한 발효법 등이 있다. 이들 방법은 이물질을 제거하기 위한 분리정제 공정이 요구되므로 생산가가 너무 높은 단점이 있었다. 그러나 최근, 각종 미생물로부터 트레 할로스를 생산하는 효소가 발견되면서 트레할로스 생산 연 구가 활발히 진행되어 왔다. 트레할로스를 생산하는 효소들 로서는 maltose phosphorylase, trehalose phsophorylase, maltooligosyl trehalose synthase, maltooligosyl trehalose trehalohydrolase, glycosyltransferase, trehalose synthase 등이 있다. 이중 trehalose synthase는 보효소 없이 맥아당을 분자내 전이 반응을 통해 트레할로스 로 전환시키는 효소로서 간단한 반응성, 높은 기질 특이성, 높은 트레할로스 전환율, 낮은 비용 등을 이유로 산업적으 로 매우 유용한 효소라고 할 수 있다. 이 효소를 생산하는 미생물로는 Thermus caldophilus GK24 Thermus aquaticus ATCC33923, Pimelobacter sp. R48, Grifola frondosa 등이 알려져 있다. 상기 미생물 중에서 Thermus sp.는 높은 온도에서 안정성과 활성을 지니는 산업용 효소생산 숙주로서 매우 적합하다고 할 수 있다.</p> <p>본 연구에서는 온천수에서 분리한 Thermus thermophilus HJ6 균주로부터 trehalose synthase 유전자를 클로닝하고 염기서열을 확인하였다. 또한 온도 감수성 프로모터를 포함하는 pJLA503 벡터시스템을 이용하여 isopropyl- \( \beta \)-D-thiogalactopyranoside (IPTG)와 같은 고가의 유도기질의 사용 없이 재조합 trehalose synthase를 생산정제하고 이의 활성을 분석하였다.</p>