한천은 홍조류의 주요 세포벽 구성물로, 한천분해효소인 agarase에 의해 생성된 한천올리고당은 다양한 건강 및 치료 효과로 인해 화장품, 의약품, 건강기능식품 등에 사용되고 있다. 한천올리고당의 생산 방법으로는 산가수분해법과 효소적 가수분해법이 있지만, 후자의 방법이 활성형 올리고당을 생성하는데 더 유용하다. 최근에는 한천분해효소를 생산하는 균주에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 \( \beta \)-agarase에 대한 연구가 주목받고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>한천(agar)은 홍조류에서 추출한 친수 콜로이드로 바다에 서식하는 대형 홍조류인 우뭇가사리, 해지누아리, 석무 및 꼬시래기 등의 주요 세포벽 구조성분이다. 한천은 agarose와 agaropectin으로 구성되어 있으며, agarose는 \( 1 \rightarrow 3 \) 결합으로 연결된 \( \beta \)-D-galactopyranose와 \( 1 \rightarrow 4 \) 결합으로 연결된 3,6-anhydro- \( \alpha \)-L-galactose가 교대로 결합된 중합체이다. Agaropection에는 agarose와 달리 sulfoxy, methoxy 및 pyruvate 잔기 등에 의해서 수식된 3,6-anhydro- \( \alpha \)-L-galactose가 존재한다</p> <p>한천분해효소인 agarase에 의한 분해생성물인 한천올리고당은 생리활성이 높아 화장품, 의약품 및 건강기능성식품에 널리 사용되고 있으며, 당뇨병, 난소화성, 비만, 변비 등의 예방과 치료에도 효과가 있다고 알려져 있다. 고부가가치 소재로서의 활용 가능성이 높은 한천올리고당을 생산하기 위한 방법으로는 산가수분해법과 한천분해효소(agarase)를 이용하는 효소적 가수분해법이 있는데, 산가수분해법은 무작위로 한천을 분해하므로, 한천올리고당의 기능성 및 안정성이 확보되기 어렵고, 효소적 가수분해법은 선택적으로 한천을 분해하므로 활성형 올리고당을 생산하는데 유용한 것으로 알려져 왔다. 한천분해효소는 한천의 \( \alpha-1, 3 \) 결합을 끊어 agarooligosaccharides를 생산하는 \( \alpha \)-agarase와 \( \beta-1, 4 \) 결합을 끊어 neoagarooligosaccharides를 생산하는 \( \beta \)-agarase로 나뉜다. \( \alpha \)-agarase가 생산하는 agarooligosaccharides는 항산화 효과와 항암 활성을 가지고 있으며, \( \beta \)-agarase가 생산하는 neoagarooligosaccharides는 세균성장 억제, 전분노화 방지, 대식세포 활성화, 보습효과 및 미백효과를 가지므로, 의약품, 건강기능식품 등에 이용될 수 있다.</p> <p>따라서 고기능성인 한천분해산물의 생산을 위해 한천분해효소를 생산하는 균주에 대한 연구들이 많이 이루어지고 있으며 특히 \( \beta \)-agarase에 관한 연구가 최근까지 많이 보고되고 있다. 지금까지 보고된 균주로는 Cellvibrio 속, Alteromonas 속, Microbulbifer 속, Pseudoalteromonas속, Flammeovirga 속, Glaciecola 속, Thalassomonas 속, Neiella 속 등이 있으며, 이 균주들이 생산하는 \( \beta \)-agarase의 효소학적 특성규명이 두드러지게 연구되고 있는 상태이다.</p> <p>한편, 기질이 고체보다는 액체상태 그리고 gel 상태보다는 sol 상태일 때 효소에 의한 반응이 원활히 일어난다. 한천은 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상의 온도에서 sol 상태에 있다. 따라서 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상의 고온에서 활성이 있는 한천분해효소를 생산하는 균주를 탐색하는 것은 중요하다.</p> <p>본 연구에서는 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상의 온도에서 활성이 우수한 한천분해효소를 생산하는 미생물을 분리하기 위하여 국내 연안의 해수로부터 한천 분해 세균을 분리하고 동정하였으며 이 세균이 생산하는 한천분해효소의 생화학적 특성을 조사하였고 산업적 적용가능성이 높을 것으로 판단하였다.</p>