Galactose 첨가시 \( \beta \)-galactosidase 활성이 대략 \( 50 % \) 까지 저해됨을 확인하였다. YB-1414의 \(\beta\)-galactosidase 활성에 미치는 당이 끼지는 영향을 분석한 결과, galactose가 가장 큰 저해도를 나타났으며 20mM galactose 첨가시 \(\beta\)-galactosidase 활성이 50%까지 저해되었다.
<h2>\( \beta- \) galactosidase의 가수분해 활성에 미치는 당의 영향</h2> <p>\( \beta \)-galactosidase, \( \beta \)-glucosidase, \( \beta \)-xylosidase와 \( \alpha \)-galactosidase 등을 포함하는 여러 종류의 glycosidase는 가수분해 반응시 반응산물에 의해 효소 활성이 저해되는 것으로 알려져 있다. 따라서 YB-1414의 \( \beta \)-galactosidase 활성에 미치는 당의 영향을 분석하기 위해 \( 1 \mathrm { mM } \mathrm { pNP } - \beta \mathrm { Gal } \) 을 기질로 하고 glucose, galactose, xylose, mannose의 첨가농도를 달리하여 가수분해 활성을 측정하였다. 그 결과 galactose에 의한 가수분해 활성의 저해도가 가장 큰 것으로 나타났으며, \( 20 \mathrm { mM } \) 이상이 존재할 경우 효소활성이 \( 50 \% \) 이상 저해되었다(Fig. 5). B. coagulans RCS3, B. stearothermophilus, B. licheniformis DSM 13과 B. licheniformis YB-1105의 효소도 galactose에 의해 활성이 강력하게 저해를 받는 것으로 알려져 있으나, B. subtilis KL88의 효소는 galactose가 \( 20 \% \) 존재할 때도 \( 50 \% \) 이상의 \( \beta \)-galactosidase 활성을 유지하는 것으로 보고되었다.</p> <p>Glucose는 galactose에 비해 분리균의 효소 활성을 약하게 저해하였으며, \( 400 \mathrm { mM } \) 의 존재하에서도 약 \( 85 \% \) 의 활성을 보였다. Glucose와 유사한 mannose도 효소활성을 약하게 저해하였으며, \( 400 \mathrm { mM } \) 존재하에서 약 \( 91 \% \) 이상의 활성을 보였다. \( \beta \)-galactosidase에 의한 lactose 분해산물로 glucose와 galactose가 동시에 생성되는데 glucose 보다 galactose에 의한 효소 활성저해도가 큰 것은 galactose는 효소의 활성부위에 경쟁적 저해제로 작용하는 반면에 glucose는 비경쟁적 저해제로 작용하기 때문인 것으로 알려졌다. 그러므로 대부분의 \( \beta \)-galactosidase는 분리균의 효소와 유사하게 glucose에 의한 활성의 저해도가 galactose에 비해 훨씬 낮으나, B. licheniformis DSM 13의 효소 경우는 glucose에 의해서도 효소 활성이 크게 저해되는 것으로 보고되었다. 한편 xylose에 의해서는 효소 활성이 저해를 받지 않았을 뿐 아니라, xylose 농도가 \( 300 \mathrm { mM } \) 이하에서는 \( \beta \)-galactosidase 활성이 미약하게 증가되는 현상을 보였는데 이와 같은 현상은 B. licheniformis YB-1105에서 생산된 효소에서도 보고된 바 있다.</p> <h1>요 약</h1> <p>가정에서 제조된 된장으로부터 lactose를 glucose와 galactose로 가수분해하는 균체외 \( \beta \)-galactosidase의 생산균이 분리되었다. 분리균 YB-1414는 형태적 특성, 생화학적 성질 및 \( 16 \mathrm { ~S } \mathrm { rRNA } \) 유전자 염기서열에 근거하여 Bacillus licheniformis로 확인되었다. 탄소원과 질소원으로 밀기울 \((1 \%) \)과 yeast extract \((2.5 \%) \)를 사용하였을 때 B. licheniformis YB-1414의 \( \beta \)-galactosidase 생산성이 최대 \( 6.2 \mathrm { U } / \mathrm { ml } \)에 이르렀다. 특히 밀기울의 불용성 성분이 수용성 성분보다 \( \beta \)-galactosidase 생산성을 더 증가 시키는 것으로 확인되었다. \( \beta \)-galactosidase의 para-nitrophenyl- \( \beta \)-D-galactopyranoside 가수분해 활성은 \( \mathrm { pH } 6.0 \) 과 \( 55-60 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 가장 높았으며, 낮은 농도의 galactose에 의해서도 크게 저해를 받았다. 그러나 glucose에 의해서는 \( \beta \)-galactosidase의 가수분해 활성이 약하게 저해를 받으며 \( 400 \mathrm { mM } \) glucose가 존재하여도 최대활성의 \( 85 \% \) 에 해당하는 가수분해 활성을 보였다.</p>