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Recombinant expression and characterization of an organic-solvent-tolerant α-amylase from Exiguobacterium sp. DAU5.

Exiguobacterium種からの有機溶剤寛容なα-アミラーゼの組換え発現と特徴描写。DAU5。

Published date

2013-01-24

Author

Jie Chang, Yong-Suk Lee, Shu-Jun Fang, In-Hye Park, Yong-Lark Choi

Affiliation

Department of Biotechnology, Dong-A University, Busan, South Korea.

Abstract

The enzyme from halophilic microorganisms often has unique properties such as organic-solvent-tolerance. In this study, a novel organic-solvent-tolerant α-amylase gene was cloned from the mild halophile Exiguobacterium sp. DAU5. The open reading frame (ORF) of the enzyme consisted of 1,545 bp and encoded 514 amino acids, the primary sequence revealed that it belongs to the glycoside hydrolase (GH) family 13. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) showed an AmyH monomer of 57 kDa. The enzyme exhibited maximal activity at 40 °C in pH 8.5 glycine-NaOH buffer, and the activity was strongly inhibited by Zn(2+), Cu(2+), and Fe(2+). The α-amylase AmyH exhibited high hydrolysis activity toward soluble starch, and the major hydrolysis products were maltose, maltotriose, and maltopentaose; the AmyH could not efficiently hydrolyze oligosaccharides smaller than maltoheptaose, nor could it act on the β-1,4 or α-1,6 glucosidic bonds in xylan or pullulan, respectively. In addition, the α-amylase exhibited better tolerance to organic solvents, as it was stable in the presence of dimethylsulfoxide (DMSO), methanol, ethanol, and acetone. Base on all of these results, the enzyme could be useful for practical application in the bakery industry and in biotechnological processes that occur in the presence of organic solvents.

 

好塩性微生物からの酵素には、有機溶剤-耐性のような固有の特性がしばしばある。
この研究において、新しい有機溶剤寛容なα-アミラーゼ遺伝子は、穏やかな好塩菌Exiguobacterium種からクローンをつくられた。
DAU5。
開いたものは酵素でフレーム(ORF)が1,545 bpから成って、514のアミノ酸をコード化したことを読んで、一次配列は、それがグリコシドヒドロラーゼ(GH)族13に属することを明らかにした。
ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)は、57kDaのAmyHモノマーを示した。
酵素は8.5のグリシン-NaOHが緩衝するpHで40℃で最大活性を示した、そして、活性はZn(2+)、Cu(2+)とFe(2+)によって強く阻害された。
α-アミラーゼAmyHは可溶性澱粉の方へ高度な加水分解活動を示した、そして、主要加水分解製品はマルトース、maltotrioseとmaltopentaoseであった;AmyHはmaltoheptaoseより小さいオリゴ糖を効率的に加水分解することができなかったし、それはそれぞれキシランまたはプルランでβ-1,4またはα-1,6 glucosidic結合に従って行動することができなかった。
加えて、それがジメチルスルホキシド(DMSO)、メタノール、エタノールとアセトンの面前で安定していたので、α-アミラーゼはより良好な耐性を有機溶剤に示した。
これらの結果の全ての上でベース、酵素は、パン屋産業の実用的なアプリケーションのために、そして、有機溶剤の面前で起こる生物工学的なプロセスに役立つことがありえた。


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