자일로올리고당(XOS), 메틸 자일로스, 페닐 자일로스 및 자일란을 첨가하고 과량 효소 처리한 후 반응을 진행하여 Xyn1401과 Xyn1402 효소의 기질특이성 및 반응산물 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 두 효소는 각각 1개의 아미노산 차이에도 불구하고 반응산물 생성에 차이가 없었으나, 최적 반응온도와 pH, 그리고 열안정성에서는 차이를 보였다. 특히, Xyn1401의 최적 반응조건은 \(50 ^ {\circ} \mathrm{C}\)와 pH 6.0이며, Xyn1402는 \(55 ^ {\circ} \mathrm{C}\)와 pH 6.5였다. 또한, 두 효소의 열안정성도 서로 약간 차이가 있었다.
<p>자일로올리고당 (XOS)과 xylans의 가수분해 산물을 조사하기 위해 최적 \( \mathrm { pH } \) 로 조절된 반응액에 XOS, methyl xylose, phenyl xylose 또는 xylan을 기질로 첨가하고 과량의 효소를 처리하여 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 4시간 동안 반응을 실시한 후 반응산물을 TLC로 분석하였다. 그 결과 Xyn1401은 Fig. 4에 나타낸 바와 같은 반응 산물을 생성하였으며, Xyn1402도 Xyn1401과 동일한 반응 산물을 생성하였다(결과 미제시). Methyl xylose, phenyl xylose와 xylobiose (X2)는 분해되지 못하였고 xylotriose (X3)는 매우 미약하게 분해되었다. Xylotetraose (X4)와 xylopentaose (X5)는 X2와 X3으로 분해되었으며 xylose는 관찰되지 않았다. Xylan은 그 종류에 따라 가수분해 산물이 다르게 나타났으며 BiX, BeX와 OSX의 주된 분해산물로 X2와 X3이 관찰되었고 이동도가 X4와 X5 사이에 있는 물질도 존재하였는데 이는 측쇄를 갖는 XOS 로 판단된다. BiX와 BeX로부터 분해된 산물은 OSX보다 많았으며 AX의 분해산물은 관찰하기 어려운 수준이었다. Table 1에 보인 바에 의하면 Xyn1401과 Xyn1402의 AX 분해활성이 다른 xylan에 비해 약간 높은 수준이었지만 분해산물이 TLC에서 거의 탐지되지 않은 이유는 다른 xylan의 가수분해물에 비해 AX 분해산물의 중합도가 높아 거의 이동하지 않은 때문으로 추정된다. AMX-4 xylanase는 Xyn1401이나 Xyn1402와 유사하게 XOS, BiX, OSX를 분해하여 X2와 X3를 주된 분해산물로 생성하였으며, 이와 달리 B. amyloliquefaciens xylanase와 B. licheniformis xylanase은 xylans을 주로 X3, X4와 X5로 분해하며 X2의 생성량은 매우 적은 것으로 밝혀졌다. 이로써 Xyn1401과 Xyn1402는 127번째 아미노산 잔기 한 개의 차이로 인하여 기질특이성이나 반응산물 생성에 영향을 받지 않았지만, 최적 반응온도와 최적 반응 \( \mathrm { pH } \) 및 열안정성에 변화가 일어난 것이 확인되었다.</p> <h1>요 약</h1> <p>가정식 된장에서 mannanase 생산균으로 분리된 Bacillus sp. YB-1401와 B. amyloliquefaciens YB-1402로부터 2개의 xylanase 유전자가 대장균으로 클로닝 되었으며 그 염기서열이 결정되었다. 두 xylanase 유전자는 213개 아미노산 잔기의 단백질을 코드하는 642 nucleotides로 동일하게 구성되었다. Xyn1401과 Xyn1402로 명명된 YB-1401과 YB-1402 xylanase의 아미노산 배열은 127번째 잔기인 Asn과 Lys을 제외하고는 모두 동일하였고, glycosyl hydrolase family 11에 속하는 xylanase의 아미노산 배열과 상동성이 높았다. 두 효소의 signal peptide는 SignalP4.1 프로그램에 의해 아미노 말단의 28 잔기 배열로 동일하게 예측되었다. 두 효소는 \(91-94 \% \)가 재조합 대장균의 배양상등액에 존재하였으므로 대장균에서 효과적으로 분비되는 것으로 판단되었다. Xyn1401과 Xyn1402의 최적 반응조건은 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \)와 \( \mathrm { pH } 6.0 \), \( 55 ^ {\circ } \mathrm { C } \)와 \( \mathrm { pH } 6.5 \)로 각각 달랐으며 이로 보아 오직 한 개의 아미노 잔기의 차이가 온도와 \( \mathrm { pH } \)에 따른 효소 활성에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한 두 효소는 열안정성도 서로 약간 차이가 있었다.</p>