토양으로부터 단리한 Paenibacillus polymyxa PC-1 유래 Cellulase의 특성 규명

삼림 토양 시료를 이용하여 cellulase 생산균주를 단리한 결과, Carboxymethyl-cellulose (CM-cellulose)를 기질로 첨가한 고체배지상에서 명확한 활성환을 형성하는 총 6종류의 cellulase 생산균주를 단리하였다. 단리한 균주 유래의 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통하여 균주 동정을 진행한 결과 Bacillus subtilis 4 종류, Bacillus amyloliquefaciens 1종류, Paenibacillus polymyxa 1종류로 동정되었다. 단리한 균주들 중에서CM-cellulose에 대한 가장 높은 cellulase활성을 보이는 P. polymyxa 를 선정하여 P. polymyxa PC-1로 명명하고 본 균주 유래 cellulase 특성 규명을 목표로 하였다. P. polymyxa PC-1 유래 cellulase는 균주 배양 48시간에서 가장 높은 cellulase 생산성을 보였으며, 최적 pH 및 온도는 각각 pH 6.0과 50oC를 나타내었다. 그리고 pH 5.0-7.0 조건에서 30분간 효소 처리 및 30, 40℃ 조건에서의 30분간의 열처리에도 효소활성의 감소를 보이지 않는 안정한 특성을 보였다. P. polymyxa PC-1 유래 cellulase의 CM-cellulose, Alkali swollen cellulose, Sigmacell-cellulose, Alpha-cellulose 그리고 Avicel 에 대한 기질 특이성을 검토한 결과 CM-cellulose에서 가장 높은 효소 활성을 나타내었으며, cellulose 결정구조를 제거한 Alkali swollen cellulose에 대해서는 CM-cellulose의 약 11%의 효소활성을 나타내었다. 하지만 cellulose 결정구조를 보유하고 있는 Sigmacell-cellulose, Alpha-cellulose, Avicel 기질에서는 CM-cellulose의 약 8%, 6%, 5%의 매우 낮은 효소활성을 나타내었다. P. polymyxa PC-1 유래 cellulase의 최적 기질인 CM-cellulose 분해 특성을 검토한 결과 본 효소는 1.5% CM-cellulose기질에 대하여 가장 높은 분해 활성을 보였으며, 효소 반응 60분 후에는 1.5% CM-cellulose에 대한 분해 활성이 포화에 도달하는 효소 특성을 나타내었다.