한천 분해효소를 생산하는 해양 미생물 SH-1의 분리 및 특성 분석

한천을 분해하는 해양미생물을 한천을 유일한 탄소원으로 하는 인공 해수 한천 배지를 이용하여 제부도 개펄에서 분리하였다. SH-1으로 명명한 분리된 균주는 그람음성균이며 한 개의 극성 편모를 가지는 균이었다. 16S rRNA 유전자의염기서열의 유사성 분석 결과 분리된 균주는 Neiella marina J221 [9]과 가장 높은 상동성을 보였다(96.5%). 분리 균주는 28-37oC에서 생장하였지만 42oC에서는 생장하지 못하였고 한천분해효소의 활성은 37oC보다 28oC에서 높은 활성을 보였다. 또한 SH-1균주는 1-5% NaCl (w/v)를 포함하는 배양액에서 생장이 가능했으며 3%의 농도에서 가장 좋은 생장을 보였고 한천을 분해하는 효소의 활성도 3% 염분농도의 배양액에서 가장 높았다. 48시간 배양한 세포배양액을 농축하여 조효소액을 준비하여 효소의 적정 pH와 적정 온도를 조사한 결과 pH 7.0에서와 40oC에서 최적 효소 활성을 보였다. 조효소액을 사용하여 zymogram 분석을 실시한 결과 분자량 15, 35, 52 KD 크기의 3개 이상의 한천 분해효소를 생산하는 것으로 보인다. 박막크로마토그라피(TLC) 분석 결과 아가로스를 분해하여 네오올리고당을 생성하는 β-agarase를 생산하는 것으로 추정된다. A marine bacterial strain producing agar-degrading enzymes was isolated from a mud flat in Jeboo-do (Korea) using a selective artificial sea water (ASW) agar plate containing agar as the sole carbon source. The isolate, designated as SH-1, was gram-negative, aerobic, and motile with single polar flagellum. 16S rRNA gene sequence similarity analysis showed the isolate SH-1 had the highest homology (96.5%) to marine bacterium Neiella marina J221. Cells could grow at 28-37ºC but not at 42ºC, and the agarase activity of the cell culture supernatant was higher when grown at 28ºC than when grown at 37ºC. Cells could grow when concentrations of 1-5% (w/v) NaCl were added to the growth media with the best growth observed at 3% NaCl, and the agardegrading enzyme activity of the cell culture supernatant was best when grown at 3% NaCl-containing growth media under the conditions we examined. The crude enzyme prepared from 48-h culture broth of strain SH-1 exhibited an optimum pH and temperature for agar-degrading activity at 7.0 and 40ºC, respectively. Zymogram analysis of the crude supernatant and cell extract showed that strain SH-1 produced at least 3 agar-degrading enzymes with molecular weights of 15, 35, and 52 KD. Thinlayer chromatography (TLC) analysis also suggested that HS-1 produces β-agarase to degrade agarose to neoagarooligosaccharides.