청국장으로부터 \( \beta \)-galactosidase의 생산균을 분리하였고, 분리균 YB-1105는 형태적 특성, 생화학적 성질 및 16 S rRNA 유전자 염기서열에 근거하여 Bacillus licheni-formis로 확인되었다. 균체파쇄상등액에 비해 배양상등액의 \( \beta \)-galactosidase 활성은 산성 pH와 고온에서 크게 영향을 받았으며, 한편 두 분획의 가수분해 활성은 낮은 농도의 galac-tose에 의해도 급격하게 저해되었으나, glucose와 mannose는 고농도에 의해서는 약하게 저해를 받는 것으로 확인되었다.
<h2>\( \beta \)-Galactosidase의 가수분해 활성에 미치는 당의 영향</h2> <p>\( \beta \)-Galactosidase, \( \beta \)-glucosidase, \( \beta \)-xylosidase와 \( \alpha \)-galac-tosidase 등을 포함하는 glycosidase는 가수분해 반응시 그 반응산물에 의해 활성이 저해되는 것으로 알려져 있다. 따라서 YB-1105의 \( \beta \)-galactosidase 활성에 미치는 당의 영향을 분석하기 위해 \( 1 \mathrm { mM } \mathrm { pNP- \beta Gal } \)을 기질로하여 glucose,galactose, xylose, mannose의 첨가농도를 달리하고 효소활성을 측정하였다. Glucose와 mannose가 고농도로 존재할 때는 pNP-Gal의 가수분해능이 저해되는 현상이 두종류 조효소액에서 모두 동일하게 관찰되었으나, xylose에 의해서는 균체파쇄상등액의 효소활성은 약하게 저해되는뎨 반해 배양상등액의 효소활성은 \( 200 \mathrm { mM } \)이하의 xylose가 존 재할 경우 효소활성이 약하게 증가되었다. 그러나 galactose에 의해서는 효소활성이 크게 저해되었는뎨, \( 4 \mathrm { mM } \)이상이 존재할 경우 두 조효소액에서 모두 \( 50 \% \)이상의 효소활성이 저해되었다.</p> <p>분리균의 효소와는 달리 B. licheniformis DSM 13의 효소는 galactose와 glucose에 의해 모두 ortho-nitrophenyl- \( \beta- \)D-galactopyranoside 분해반응이 강력하게 저해되며, B.subtilis KL88의 효소도 두 당에 의해 모두 부분적으로 활성이 저해되는 것으로 보고되었다. 또한 B. coagulans RCS3와 B. stearothermophilus의 효소는 galactose에 의해서 강하게 효소활성이 저해되는 것으로 알려졌으며 분리균의 효소는 이와 유사한 것으로 판단된다. Streptomyces sp. YB-10 유래의 균체외 \( \beta \)-galactosidase도 분리균의 배양 상등액 효소와 같이 xylose 존재하에서 pNP- \( \beta \mathrm { Gal } \) 가수분해능이 증가하며 그 정도가 YB-1105의 효소보다 더 높은 것으로 알려졌다.</p> <p>\( \mathrm { pNP } - \beta \mathrm { Gal } \) 대신 lactose를 기질로 하여 분해능을 조사하기 위해 반응산물을 박층크로마토그래피로 분석한 결과 두 조효소액 모두 lactose를 분해하여 glucose와 galactose가 생성되는 것이 확인되었으나, lactose의 분해능은 낮아 분해반응 후에도 반응액에 상당량의 lactose가 분해되지 않은 상태로 존재하였다. 이는 \( \mathrm { pNP } - \beta \mathrm { Ga } \)의 가수분해를 강력하게 억제하는 galactose가 lactose의 분해산물로 생성되므로 lactose 분해능이 저해된 것으로 판단된다. 또한 반응산물 중에는 당전이반응에 의해 생성될 수 있는 lactose 보다 중합도가 큰 물질이 관찰되지 않았다. 이는 B. licheniformis DSM 13 유래의 효소도 갈락토올리고당을 생성하는 당 전이반응능이 매우 낮다고 보고된 바와 일치하는 결과로 판단된다. 이 와는 달리 B. circulans의 효소는 당 전이반응능이 높아 lactose로부터 삼당류, 사당류 등이 생성되며, B. stearothermophilus ATCC 8005는 유당분해와 당 전이반응능이 모 두 높은 것으로 보고되었다.</p> <h1>요약</h1> <p>가정에서 제조된 청국장으로부터 lactose를 glucose와 galactose로 가수분해하는 \( \beta \)-galactosidase의 생산균을 분리하였다. 분리균 YB-1105는 형태적 특성, 생화학적 성질 및 \( 16 \mathrm { ~S } \) rRNA 유전자 염기서열에 근거하여 Bacillus licheni-formis로 확인되었다. B. licheniformis YB-1105의 배양상등 액과 균체파쇄액에서 모두 \( \beta \)-galactosidase 활성이 관찰되었으며 이들은 모두 \( \mathrm { pH } 6.5 \)와 \( 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \)의 반응조건에서 para-nitrophenyl- \( \beta \)-D-galactopyranoside의 가수분해 활성이 최대로 나타났다. 그러나 균체파쇄상등액에 비해 배양상등액의 \( \beta \)-galactosidase 활성은 산성 pH와 고온에서 크게 영향을 받았다. 한편 두 분획의 가수분해 활성은 낮은 농도의 galac-tose에 의해도 급격하게 저해되었으나, glucose와 mannose는 고농도에 의해서는 약하게 저해를 받는 것으로 확인되었다.</p>