한천, 국내 전체 해조류 생산량의 약 30%를 차지하는 주요 해조류 중 하나는 다양한 분야에서 활용되어 왔다. 특히, 한천을 원료로 하여 생산된 올리고당은 산 가수분해 또는 효소분해에 의해 생성되지만, 산 가수분해 과정에서는 필수 영양소가 파괴되는 문제가 있어 효소분해가 더욱 유용하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 이를 바탕으로 한천을 분해하는 특성을 파악하기 위해 여러 agar-softening 및 agar-liquefying 균주를 분리하였고, 한천 분해능이 뛰어난 Sphingomonas paucimobilis AS-1 균주를 분리하고 정제하였다. 이를 통해 효소의 특성과 agar 분해산물의 항산화활성에 대해 연구하였다.
<h1>서 론</h1> <p>해양자원으로서 가치 있는 해조류들은 영양학적으로 열량은 매우 낮으면서 비타민과 무기질, 식이섬유소가 풍부하고, 육지 식물에는 없는 비소화성의 점진성 다당류를 다량 함유하고 있으며, 채소류와 비표해서 필수 아미노산과 불포화 지방산이 많다는 것이 툭징이다. 특히 한천은 국내에서 생산되는 전체 해조류 생산량의 야 \( 30 \% \)를 차지하는 대표적인 해조류의 하나로, 오래 전부터 가축의 사료, 작물의 비료, 의약품, 화장품, 식품첨가물, 공업원료 등으로 널리 이용되어 왔다. 한천의 분해에 의해서 생성되는 한천올리고당(oligosaccharide 또는 neoagarooligosaccharides)은 전분의 노화에 대한 억제 작용이 강하고, 정장작용, 비피더스균 증식인자, 항충치성 등의 기능성 효과가 매우 크며, 또한 난소화성으로 당노병, 비만, 변비 등의 치료에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 최근에는 neoagarooligosaccharides는 면역개선효과, 항산화력 있으며, 또한 neoagarobiose 는 피부 보습효과 및 melanoma cell에 whitening 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.</p> <p>한천 을리고당은 한천의 산 가수분해 또는 효소분해에 의해 생성되지만, 산가수분해시에는 한천에 함유되어있는 고유의 비타민이나 무기질 등이 다량 파괴되고, 올리고당의 기능성 및 안정성 유지에 문제가 제기되므로 효소분해에 의한 방법이 보다 유용한 것으로 앝려져 왔다. 따라서 한천 올리고당의 대량 생산 또는 산업적 이용을 위해서는 우선적으로 높은 활성을 지닌 한천분해효소 및 이를 이용한 한천을리고당의 대량생산에 관한 연구개발이 이루어져야 한다.</p> <p>Agarase를 생성하는 bacteria는 agar에 대한 작용기작에 따라 \( \alpha \)-1,3결합을 절단하는 \( \alpha \)-agarase와 \( \beta \)-1,4결합을 절단하는 \( \beta \)-agarase로 분류된다. 지난 수년 동안 수종의 agarase 균주가 Pseudoalteromonas, Pseudomonas, Streptomyces, Alteromonas, Microbulbifer. Vibrio, Cytophaga 등의 해양미생물을 중심으로 분리되어 한천분해 효소의 특성에 관한 연구가 활발히 수행되어 왔다.</p> <p>본 연구는 한천을 원료로 하여 oligosaccharides 형태의 분해물을 제조하기 위하여 한천을 분해하는 효소의 특성을 밝히고자 수종의 agar-softening 균주와 agar-liquefying 균주를 분리하여 한천 가수분해에 대한 extracellular agarase 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 해양으로부터 한천분해능이 뛰어난 Sphingomonas paucimobilis AS-1을 분리·동정하고 정제하였으며, 효소의 특성과 agar 분해산물의 항산화활성을 연구하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>시약 및 기자재</h2> <p>균주의 screening을 위해 사용한 배지는 marine broth 2216는 (Difco, Detroit, USA)에서 구입하여 사용하였다. Agarase를 정제하기 위해 사용한 ammonium sulfate는 USB사 (Cleveland, USA)제품을 사용하였다. Ion exchange chro-matography에 사용된 HiPrep \( ^ {\mathrm { TM } } \) 16/10 DEAE FF와 gel fil-tration에 사용된 HiPrep \( ^ {\mathrm { TM } } \) 26/60 Sephacryl \( ^ {\mathrm { TM } } \) S-200HR은 Amersham Biosciences에서 구입하여 사용하였다. 균주동정을 위해서 VITEK 2 compact version (BioMerieux, France)을 사용하였다. Protein 정제를 위해 사용한 기기는 AKTA Prime (Amersham Biosciences)이었고, UV-Vis spectropho-tometer는 Ultrospec® 3000을 사용하였다. 항산화활성 측정은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)는 Sigma-Adrich사 제품을 사용하였고, 그 외의 기타 시약은 특급을 사용하였다.</p>