분리균의 내부와 외부에서 생성된 효소의 반응특성 비교 연구에서, 배양상등액과 균체파쇄상등액으로 만든 조효소액의 \( \beta \)-galactosidase 활성에 미치는 영향을 분석하였다. 두 조효소액 모두 최적 반응 pH는 \( 6.5 \)로 동일하나, pH 6.0에서는 활성 차이가 발견되었다. 또한, 최적 반응 온도는 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \)로 일치하였으며, \( 30-50 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 범위에서는 두 액체의 반응활성이 유사하였다. 그러나 \( 55 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상의 온도에서는 배양상등액의 효소활성이 균체파쇄상등액에 비해 현저히 감소하였다. 이를 통해 분리균 내외부에서 생성되는 효소들의 반응특성에는 차이가 있다는 것을 확인하였다.
<p>분리균이 생산하는 균체내 효소와 균체외 효소의 반응특성을 비교하기 위해 배양상등액과 균체파쇄상등액으로 각각 제조한 조효소액의 \( \beta \)-galactosidase 활성에 미치는 반응온도와 반응 pH의 영향을 조사하였다. 그 결과 Fig. 1에 보인바와 같이 두가지 조효소액에서 최적 반응 pH는 \( 6.5 \) 로 나타났지만, pH 6.0에서 효소활성에 차이를 보였다. 균체파쇄상등액의 \( \beta \)-galactosidase 활성은 pH 6.0에서 사용된 완충용액의 종류에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 배양상등액의 효소활성은 인산완충 용액에서는 구연산 완충용액에 비해 그활성이 크게 낮은 것으로 나타났다. 또한 두 조효소액의 효 소활성이 정도의 차이는 있지만 산성 범위에서 급격하게 저 하되는 현상을 보였는데 이는 B. stearothermophilus 유래의 효소에서도 보고된 바 있다.</p> <p>반응온도에 따른 효소활성을 검토하였을 때 최적반응 온도는 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \)로 동일하며 반응온도 \( 30-50 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 범위에서는 배양상등액이나 균체파쇄상등액이 유사한 반응활성을 보였으나, \( 55 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상에서는 균체파쇄상등액에 비해 배양상등액의 효소활성이 급격히 감소하였다. 이러한 현상은 각 조 효소액에 존재하는 효소의 특성 차이로 판단되지만, 균체 파쇄상등액의 단백질 농도가 높아 고온에서 안정성이 유지되어 이로 인한 효소활성이 배양상등액보다 지속적으로 유지된 때문일 수 도 있다. 실제 B. stearothermophilus 유래 \( \beta \)-galactosidase의 열안정성이 단백질량에 따라 크게 영향을 받는 것으로 보고되었다. 이로써 분리균 YB-1105 유래의 효소는 B. licheniformis DSM 13와 B. subtilis의 \( \beta \)-galactosidase와 동일하게 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \)와 \( \mathrm { pH } \) 6.5에서 최대활성을 보이는 것으로 확인되었다. B. coagulans와 B. stearothermophilus의 효소는 최적반응 \( \mathrm { pH } \)가 6-7 범위로 분리균과 유사하고, B. megaterium 2-37-4-1의 효소는 최적 pH는 7.5-8이며 대장균에 클로닝된 B. licheniformis의 효소는 \( \mathrm { pH } 5.7 \)과 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 최대활성을 갖는 것으로 알려졌다. 그리고 분리균 효소의 최적 반응온도는 B. coagulans RCS3, B. megaterium 2-37-4-1 과 B. stearothermophilus의 효소에 비해 낮았다.</p> <p>열안정성을 비교하기 위해 \( \mathrm { pH } 6.5 \)로 조절된 조효소액을 \( 30-60 ^ {\circ } \mathrm { C } \)범위의 온도에서 1시간 방치한 후 잔존활성을 측 정한 결과 균체파쇄상등액에 존재하는 \( \beta \)-galactosidase는 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \)이하에서는 안정하였고 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서는 약 \( 35 \% \)가 실활 되었다. 그러나 배양상등액의 효소는 균체파쇄상등액의 효소에 비해 열안정성이 낮아 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \)이상에서 급격하게 실활되었다. 따라서 분리균 YB-1105가 생산하는 \( \beta- \) galactosidase는 \( 65 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 반감기가 2시간인 B. coagulans RCS3와 50시간인 B. stearothermophilus 유래 효소에 비해 열안정성이 낮은 것으로 확인되었다.</p>