KR102072226B1 - Preparation Method of Chitinase and Chitin Oligosaccharides from Bacillus thuringiensis - Google Patents

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문채영
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서동준
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조용훈
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Abstract

The present invention relates to a method for preparing chitinase and chitin oligosaccharides. More specifically, the present invention relates to a method for preparing chitinase and chitin oligosaccharides using a Bacillus thuringiensis strain.

Description

바실러스 튜린지엔시스 균주를 이용한 키틴분해효소 및 키틴올리고당 제조방법{Preparation Method of Chitinase and Chitin Oligosaccharides from Bacillus thuringiensis} Preparation method of chitinase and chitin oligosaccharides using Bacillus thuringiensis strains Bacillus thuringiensis

본 발명은 키틴분해효소 및 키틴올리고당의 제조방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)를 이용한 키틴분해효소 및 키틴올리고당 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing chitinase and chitin oligosaccharide, and more particularly, to a method for producing chitinase and chitin oligosaccharide using Bacillus thuringiensis strain.

키틴은 N-acetyl-glucosamine의 다당체로 구성되어있는 선형의 고분자 다당류이다. 키틴은 갑각류나 곤충의 외골격으로부터 많이 발견된다. 또한 곰팡이나 효모의 세포벽에서도 발견된다. 키틴과 키틴의 분해산물들은 식품, 의약품 등 다양한 분야에서 활용 가능한 것으로 알려져 있으나, 키틴의 낮은 용해성 때문에 활용이 제한되어진다.Chitin is a linear polymer polysaccharide composed of polysaccharides of N- acetyl-glucosamine. Chitin is often found in the exoskeleton of crustaceans and insects. It is also found in the cell walls of fungi and yeast. Chitin and its degradation products are known to be available in a variety of fields, such as food, pharmaceuticals, but their use is limited due to the low solubility of chitin.

키틴분해효소는 불용성 키틴을 단당, 이당, 올리고당으로 분해하는 효소로 알려져 있으며, 세균과 곰팡이, 곤충, 식물, 동물 등의 유기체에 의해 생성된다. Chitinases are known as enzymes that break down insoluble chitin into monosaccharides, disaccharides, and oligosaccharides, and are produced by organisms such as bacteria, fungi, insects, plants, and animals.

바실러스 튜린지엔시스(Bacillus thuringiensis)는 살충성 독소를 생산하는 약 1ㅧ3μm의 아포세균으로, 곤충의 병사충 등에서 분리하였으며 농업에서 해충 또는 식물 병을 유발하는 매개곤충들을 방제하기 위해 널리 사용되는 토양 세균이다. 바실러스 투린지엔시스는 현재 편모항원에 의해 19개 혈청형으로 분류하고 있다. 세균학적으로는 Bacillus cereus와 매우 유사하지만 이 균은 아포낭 내에 통상 약 0.6ㅧ2μm의 bi-pyramidal(방추형, 사각형, 부정형인 것도 있음)의 결정체 독소(δ-내독소)를 형성하므로 결정체생산세균이라고 한다. 결정체독소는 곤충(특히 인시목 및 쌍시목)에 대하여 강력한 독성을 나타내지만 인축 및 식물에 대해서는 무해하므로 이 균을 양산하여 그 제제가 실용적으로 살포되어 미생물살충제로 대표적으로 이용되고 있다. Bacillus thuringiensis is a bacterium of about 1 ㅧ 3μm that produces insecticidal toxins, isolated from insect pests, and widely used to control pests that cause pests or plant diseases in agriculture. It is a bacterium. Bacillus thuringiensis is currently classified into 19 serotypes by flagellar antigens. Although bacteriologically very similar to Bacillus cereus, the bacterium produces crystalline toxins (δ-endotoxins) of about 0.6 ㅧ 2μm of bi-pyramidals (such as spindles, quadrilaterals, and indeterminates) in apoptosis It is called. Crystalline toxin has strong toxicity against insects (especially black and white), but it is harmless to humans and plants, so it is mass-produced and its preparation is practically used as a microbial insecticide.

이러한 바실러스 투린지엔시스는 20세기 초 첫 분리된 이래로 각 아종간의 분류가 매우 다양한 종이다. 바실러스 투린지엔시스는 δ-내독소 이외에도 열에 안정적인 β-외독소(Bond et al., 1969)와 세포질막의 인지질에 영향을 미쳐 세포막을 분해 또는 괴사시키는 것으로 알려진 열에 불안정한 α-외독소(Krieg, 1971) 등을 생성한다. 포자 형성시 전체 중량의 20-30%를 차지하는 내독소 결정체는 포자 형성시기의 3-4 단계에서 파라아포체의 형태로 생성되며 (Bulla et al., 1977), 곤충에 대한 살충력이 있는 것으로 보고되었다(Angus, 1971; Paras ad et al., 1974).Since Bacillus thuringiensis was first separated in the early twentieth century, it has been a very diverse species. In addition to δ-endotoxins, Bacillus thuringiensis is a heat-stable β-exotoxin (Bond et al., 1969) and a heat-stable α-exotoxin known to affect cell membrane phospholipids that degrade or kill cell membranes (Krieg, 1971). Create Endotoxin crystals, which account for 20-30% of the total weight of spore formation, are produced in the form of paraaposomes in stages 3-4 of the period of sporulation (Bulla et al., 1977) and reported to be insecticidal to insects. (Angus, 1971; Paras ad et al., 1974).

내독소는 이중피라미드형, 이중삼능형, 장사방형, 입방형, 원추형, 무정형 등의 형태를 가지고 있고(Grigorova et al.,1966; Bucher, 1966; Oh et al., 1985), 내독소 결정단백질의 분자량은 약 130KD이며, 이 단백질은 주로 쌍시류의 중장 내에서 분비되는 단백질 분해효소에 의해 약 68,000KD 정도의 폴리펩티드로 분해된 후 활성화되어 중장의 상피조직을 파괴하여 유충을 치사시키는 것이 보고되었다(Cooksey, 1971; Kurstak, 1982; Bulla et al., 1979). 이 활성 폴리펩티드는 단일유전자에 의하여 생산되고, 이 세균 내의 플라스미드 DNA 상에 유전자가 존재한다고 보고된바 있다(Martin and Dean, 1981; Stahly et al., 1978; Schneph and Whitely, 1981; Gonzalez et al., 1981).Endotoxins have the form of double pyramid, double trifunctional, oblong, cubic, conical, amorphous (Grigorova et al., 1966; Bucher, 1966; Oh et al., 1985). It has a molecular weight of about 130KD, and this protein has been reported to be decomposed into polypeptides of about 68,000KD by protease secreted in the middle intestine of the twins, and then activated to destroy the epithelial tissue of the middle intestine, killing the larvae. Cooksey, 1971; Kurstak, 1982; Bulla et al., 1979). This active polypeptide is produced by a single gene and has been reported to have a gene on the plasmid DNA in this bacterium (Martin and Dean, 1981; Stahly et al., 1978; Schneph and Whitely, 1981; Gonzalez et al. , 1981).

특허공개번호 제10-2014-0015822호Patent Publication No. 10-2014-0015822

본 발명자들은 다수의 연구결과 바실러스 튜린지엔시스(Bacillus thuringiensis)를 배양시 콜로이달 키틴을 배양기질에 포함시키면 키틴분해효소 생성을 효과적으로 유도할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors have completed the present invention by finding that including a colloidal chitin in the culture substrate when Bacillus thuringiensis is cultured can effectively induce chitinase production.

따라서, 본 발명의 목적은 바실러스 튜린지엔시스 (Bacillus thuringiensis)균주 배양시 콜로이달 키틴 (colloidal chitin)을 배양기질로 제공하여 더 많은 키틴분해효소 생성을 유도할 수 있는 바실러스 튜린지엔시스를 이용한 키틴분해효소 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a colloidal chitin as a substrate for the culture of Bacillus thuringiensis strains to induce more chitinase production, and to break down chitin using Bacillus thuringiensis. It is to provide an enzyme production method.

본 발명의 다른 목적은 바실러스 튜린지엔시스의 키틴분해효소를 갈색거저리(Tenebrio molitor)로 만든 콜로이달 키틴에 처리시 더 많은 양의 키틴올리고당을 제조할 수 있는 바실러스 튜린지엔시스 및 갈색거저리를 이용한 키틴올리고당 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a chitin using Bacillus thuringiensis and brown edible, which can produce a greater amount of chitin oligosaccharides when the chitinase of Bacillus thuringiensis is treated with colloidal chitin made of brown edible ( Tenebrio molitor ). It is to provide a method for producing oligosaccharides.

본 발명의 또 다른 목적은 면역역 증강에 효과적인 키틴올리고당은 물론 곤충(특히 인시목 및 쌍시목)에 대하여 강력한 독성을 나타내지만 인축 및 식물에 대해서는 무해한 결정체독소를 포함하는 가축용 보조사료 및/또는 식물병방제제 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a feed supplement and / or livestock containing a crystalline toxin that is potent toxicity against insects (especially the species of birch and bicot) as well as chitin oligosaccharides effective for immune immune system enhancement, but harmless to humans and plants To provide a plant disease control agent and a method for producing the same.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 상세한 설명의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 목적 역시 당연히 포함될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and even if not explicitly mentioned, the object of the invention that can be recognized by those skilled in the art from the description of the detailed description of the invention will be naturally included. .

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 콜로이달 키틴을 첨가하여 배양액을 준비하는 단계; 상기 배양액에 바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)를 접종하여 배양하는 단계; 및 상기 배양액을 정제하여 키틴분해효소를 얻는 단계;를 포함하는 키틴분해효소 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object of the present invention, the present invention comprises the steps of preparing a culture medium by adding colloidal chitin; Inoculating the culture with Bacillus thuringiensis strain ( Bacillus thuringiensis ); And providing a chitinase by purifying the culture solution.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 콜로이달 키틴은 갈색거저리(Tenebrio molitor) 콜로이달 키틴 또는 게 껍질 콜로이달 키틴이다. In a preferred embodiment, the colloidal chitin is a brown edible ( Tenebrio molitor ) colloidal chitin or crab shell colloidal chitin.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 갈색거저리 콜로이달 키틴은 갈색거저리 유충을 처리하여 얻어진다. In a preferred embodiment, the brown meal colloidal chitin is obtained by treating brown mealworm larvae.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 키틴분해효소는 상기 바실러스 튜린지엔시스 균주의 키틴분해효소 유전자를 발현시켜 얻어진 재조합단백질이다. In a preferred embodiment, the chitinase is a recombinant protein obtained by expressing the chitinase gene of the Bacillus thuringiensis strain.

또한, 본 발명은 상술된 어느 하나의 제조방법으로 제조된 키틴분해효소를 콜로이달 키틴에 처리하는 단계를 포함하여 1당, 2당, 3당, 6당 중 1개 이상을 포함하는 키틴올리고당이 얻어지는 것을 특징으로 하는 키틴올리고당 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises a chitin oligosaccharide comprising at least one of sugar, disaccharide, trisaccharide, and six sugars by treating the chitinase prepared by any one of the above-described method to colloidal chitin. It provides a method for producing chitin oligosaccharides, which is obtained.

또한, 본 발명은 콜로이달 키틴을 첨가하여 배양액을 준비하는 단계; 및 상기 배양액에 바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)를 접종하여 배양하는 단계;를 포함하는 가축용 보조사료 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of preparing a culture solution by adding colloidal chitin; It provides a method for producing livestock feed comprising a; and inoculating the culture solution Bacillus thuringiensis strain ( Bacillus thuringiensis ).

바람직한 실시예에 있어서, 상기 콜로이달 키틴은 갈색거저리 콜로이달 키틴 또는 게껍질 콜로이달 키틴이다. In a preferred embodiment, the colloidal chitin is brown meal colloidal chitin or crab shell colloidal chitin.

또한, 본 발명은 상술된 제조방법으로 제조되어 키틴올리고당을 포함하는 가축용 보조사료를 제공한다.In addition, the present invention is prepared by the above-described manufacturing method provides a feed for livestock containing chitin oligosaccharides.

또한, 본 발명은 콜로이달 키틴을 첨가하여 배양액을 준비하는 단계; 및 상기 배양액에 바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)를 접종하여 배양하는 단계;를 포함하는 식물병방제제 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of preparing a culture solution by adding colloidal chitin; And inoculating Bacillus thuringiensis strain ( Bacillus thuringiensis ) in the culture solution and culturing.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 콜로이달 키틴은 갈색거저리 콜로이달 키틴 또는 게껍질 콜로이달 키틴이다. In a preferred embodiment, the colloidal chitin is brown meal colloidal chitin or crab shell colloidal chitin.

또한, 본 발명은 상술된 제조방법으로 제조되어 키틴올리고당을 포함하는식물병방제제를 제공한다.The present invention also provides a plant bottle control agent prepared by the above-described manufacturing method comprising chitin oligosaccharides.

상술된 본 발명의 키틴분해효소제조방법에 의하면, 바실러스 튜린지엔시스 (Bacillus thuringiensis)균주 배양시 콜로이달 키틴 (colloidal chitin)을 배양기질로 제공하여 더 많은 키틴분해효소 생성을 유도할 수 있다.According to the method for producing chitinase of the present invention described above, colloidal chitin may be provided as a culture substrate in the culture of Bacillus thuringiensis strain to induce more chitinase production.

또한, 본 발명의 키틴올리고당 제조방법에 의하면 바실러스 튜린지엔시스의 키틴분해효소를 갈색거저리(Tenebrio molitor)로 만든 콜로이달 키틴에 처리시 더 많은 양의 키틴올리고당을 제조할 수 있다.In addition, according to the method for preparing chitin oligosaccharide of the present invention, chitin oligosaccharides can be produced when the chitinase of Bacillus thuringiensis is treated with colloidal chitin made of brown rice wine ( Tenebrio molitor ).

또한, 본 발명의 가축용 보조사료 및/또는 식물병방제제는 콜로이달 키틴이 포함된 배양액에 바실러스 튜린지엔시스를 배양하여 얻어지므로 면역역 증강에 효과적인 키틴올리고당은 물론 곤충(특히 인시목 및 쌍시목)에 대하여 강력한 독성을 나타내지만 인축 및 식물에 대해서는 무해한 결정체독소를 포함한다.In addition, the animal feed and / or plant disease control agent of the present invention is obtained by culturing Bacillus thuringiensis in a culture solution containing colloidal chitin, so that chitin oligosaccharides are effective for enhancing immune domains, as well as insects (especially saponaceae Contains toxic toxins, but harmless to toxins and plants.

본 발명의 이러한 기술적 효과들은 이상에서 언급한 범위만으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 실시를 위한 구체적 내용의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 효과 역시 당연히 포함된다.These technical effects of the present invention are not limited to the above-mentioned range, and even if not explicitly stated, the effects of the invention that can be recognized by those skilled in the art from the description of the specific contents for the implementation of the following invention are also mentioned. Of course included.

도 1은 본 발명에서 갈색거저리 콜로이달 키틴을 제조하는 과정을 보여주는 제조공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 바실러스 튜린지엔시스(Bacillus thuringiensis) 균주의 키틴분해효소(Btchitinase와 rBtchitinase)가 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴을 각각 기질로 사용하여 일자별(1, 2, 3일)로 생성한 키틴올리고당의 TLC 분석결과 사진이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 바실러스 튜린지엔시스균주의 키틴분해효소(Btchitinase와 rBtchitinase)가 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴을 각각 기질로 사용하여 일자별 (1, 2, 3일)로 생성한 키틴올리고당의 HPLC분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 바실러스 튜린지엔시스균주의 키틴분해효소 (Btchitinase와 rBtchitinase)가 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴을 각각 기질로 사용하여 3일자 생성한 키틴올리고당을 HPLC로 분석한 결과 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 바실러스 튜린지엔시스균주의 키틴분해효소 (Btchitinase와 rBtchitinase)가 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴을 각각 기질로 사용하여 효소량별 (0.05, 0.1, 0.2 unit)로 생성한 키틴올리고당을 TLC로 분석한 결과 사진이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 바실러스 튜린지엔시스 (Bacillus thuringiensis) 균주의 키틴분해효소 (Btchitinase와 rBtchitinase)가 기질로 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴을 각각 사용하여 효소량별 (0.05, 0.1, 0.2 unit)로 생성한 키틴올리고당을 HPLC로 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
Figure 1 is a manufacturing process showing the process of producing a brown meal colloidal chitin in the present invention.
Figure 2 is chitin lyase ( Bt chitinase and r Bt chitinase) of the Bacillus thuringiensis strain according to the present invention by using the crab shell colloidal chitin and brown meal colloidal chitin respectively as a substrate (1, 2 and 3 days) TLC analysis of the chitin oligosaccharides produced by the photograph.
Figures 3a to 3d is the chitinase ( Bt chitinase and r Bt chitinase) strains of Bacillus thuringiensis strains according to the present invention by using the crab shell colloidal chitin and brown-faced colloidal chitin respectively as a substrate (1, 2) , Day 3) is a graph showing the HPLC analysis of the chitin oligosaccharides produced.
Figure 4 is a chitinase of the Bacillus thuringiensis strains according to the present invention ( Bt chitinase and r Bt chitinase) of the shell of the chitin oligosaccharides produced by using the colloidal chitin and the brown-collar colloidal chitin as a substrate, respectively, HPLC The result is analyzed.
5 is chitinase ( Bt chitinase and r Bt chitinase) of the Bacillus thuringiensis strains according to the present invention by using the bark of the colloidal chitin and brown rice fed colloidal chitin as substrates (0.05, 0.1, 0.2, respectively) The chitin oligosaccharides produced by the unit) were analyzed by TLC.
6a to 6d are chitinases ( Bt chitinase and r Bt chitinase) of Bacillus thuringiensis strains according to the present invention, respectively. It is a graph showing the result of HPLC analysis of chitin oligosaccharides produced by stars (0.05, 0.1, 0.2 unit).

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 발명의 설명에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there are features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the description of the invention, one or more other It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of features or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined herein. Do not.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 특히, 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등이 사용되는 경우 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되는 것으로 해석될 수 있다.In interpreting a component, it is interpreted to include an error range even if there is no separate description. In particular, where the terms "about", "substantially" and the like are used, they may be interpreted as being used at or near that numerical value when a manufacturing and material tolerance inherent in the stated meaning is given. .

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if the temporal after-term relationship is described as 'after', 'following', 'after', 'before', etc. This includes non-consecutive cases unless' is used.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments will be described in detail the technical configuration of the present invention.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numerals used to describe the present invention throughout the specification denote like elements.

본 발명의 기술적 특징은 바실러스 튜린지엔시스 (Bacillus thuringiensis)균주를 배양시 콜로이달 키틴을 배양기질에 포함시키면 키틴분해효소 생성을 효과적으로 유도할 수 있다는 것에 근거한 바실러스 튜린지엔시스균주를 이용한 키틴분해효소 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 바실러스 튜린지엔시스의 키틴분해효소를 갈색거저리(Tenebrio molitor)로 만든 콜로이달 키틴에 처리하면 더 많은 키틴올리고당을 생성할 수 있는 키틴올리고당 제조방법에 있다.Technical features of the present invention is made in chitin-decomposing enzyme with the Bacillus tube Lindsay N-Sys strain Based that there Bacillus tube Lindsay N-Sys (Bacillus thuringiensis), incorporation of strain the colloidal chitin during culture to a culture substrate can lead to chitin-decomposing enzyme produced effectively Method and a chitin oligosaccharide manufacturing method that can produce more chitin oligosaccharides by treating the chitinase of Bacillus thuringiensis prepared by the above method to colloidal chitin made of brown rice wine ( Tenebrio molitor ).

따라서, 본 발명의 키틴분해효소 제조방법은 콜로이달 키틴을 첨가하여 배양액을 준비하는 단계; 상기 배양액에 바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)를 접종하여 배양하는 단계; 및 상기 배양액을 정제하여 키틴분해효소를 얻는 단계;를 포함한다. Therefore, the method for preparing chitinase of the present invention comprises the steps of preparing a culture solution by adding colloidal chitin; Inoculating the culture with Bacillus thuringiensis strain ( Bacillus thuringiensis ); And purifying the culture solution to obtain chitinase.

여기서, 콜로이달 키틴은 공지된 모든 콜로이달 키틴일 수 있는데, 일 구현예로서 갈색거저리(Tenebrio molitor) 콜로이달 키틴 또는 게 껍질 콜로이달 키틴일 수 있다. 특히, 갈색거저리콜로이달 키틴은 갈색거저리 유충을 처리하여 얻어지는데, 일 구현예로서 도 1에 도시된 바와 같이 처리하여 얻어질 수 있다. 경우에 따라서는 키틴분해효소가 바실러스 튜린지엔시스 균주의 키틴분해효소 유전자를 발현시켜 얻어진 재조합단백질일 수 있다.Here, the colloidal chitin may be all known colloidal chitin, and in one embodiment, may be a brown edible ( Tenebrio molitor ) colloidal chitin or crab shell colloidal chitin. In particular, brown mealy colloidal chitin is obtained by treating brown mealworm larvae, which in one embodiment can be obtained by treatment as shown in FIG. 1. In some cases, the chitinase may be a recombinant protein obtained by expressing the chitinase gene of the Bacillus thuringiensis strain.

또한, 본 발명의 키틴올리고당 제조방법은 상술된 어느 하나의 제조방법으로 제조된 키틴분해효소를 콜로이달 키틴에 처리하는 단계를 포함하여 1당, 2당, 3당, 6당 중 1개 이상을 포함하는 키틴올리고당이 얻어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the chitin oligosaccharide manufacturing method of the present invention comprises the step of treating the chitinase prepared by any one of the above-described method to colloidal chitin, at least one of one sugar, two sugars, three sugars, six sugars A chitin oligosaccharide comprising is obtained.

또한, 본 발명의 가축용 보조사료 제조방법 및 식물병방제제 제조방법은 콜로이달 키틴을 첨가하여 배양액을 준비하는 단계; 및 상기 배양액에 바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)를 접종하여 배양하는 단계;를 포함한다. 여기서, 콜로이달 키틴은 은 공지된 모든 콜로이달 키틴일 수 있는데, 일 구현예로서 갈색거저리 콜로이달 키틴 또는 게껍질 콜로이달 키틴일 수 있다.In addition, the method for preparing livestock feed and plant disease control method of the present invention comprises the steps of preparing a culture solution by the addition of colloidal chitin; And inoculating Bacillus thuringiensis strain ( Bacillus thuringiensis ) in the culture solution. Here, the colloidal chitin may be all known colloidal chitin, and in one embodiment, may be brown meal colloidal chitin or crab shell colloidal chitin.

실시예 1Example 1

1. 콜로이달 키틴 함유 배양액 준비1. Preparation of Colloidal Chitin-containing Cultures

① 게 껍질 콜로이달 키틴준비① Crab shell colloidal chitin preparation

게 껍질을 산처리(염산 5%, 1~5시간, 실온) → 알칼리 처리(2~5% 가성소다, 1~5시간, 90도~100도)를 통해 게 껍질 유래 키틴을 얻는다. 실온에서 막자사발에 잘게 분쇄한 게 껍질 유래 키틴을 담고 소량의 아세톤을 가하여 죽처럼 만든다. 그 후 차게 한 진한 염산 5-10 부피를 천천히 가하면서 막자로 갈았다. 이를 50% 에탄올 용액에 세게 (자석 교반기로) 저으면서 부어서 잘 분산시켰다. 이를 침전시키고, 다시 수차례 물에 분산시켜 산과 알코올을 제거하였다. 이를 통해 게 껍질 콜로이달 키틴(crab shell colloidal chitin: CC)을 제조하였다.Crab shells are subjected to acid treatment (5% hydrochloric acid, 1 to 5 hours, room temperature) → alkali treatment (2 to 5% caustic soda, 1 to 5 hours, 90 degrees to 100 degrees) to obtain chitin derived from crab shells. At room temperature, chopped crab shell-derived chitin is added to the mortar and then a small amount of acetone is added to make it like porridge. Afterwards, slowly add 5-10 volumes of chilled concentrated hydrochloric acid to the mortar. It was poured well with a 50% ethanol solution (with a magnetic stirrer) and dispersed well. It was precipitated and again dispersed in water several times to remove acid and alcohol. Through this, crab shell colloidal chitin (CC) was prepared.

② 게 껍질 콜로이달 키틴 함유 배양액 준비② Preparation of Crab Shell Colloidal Chitin-containing Culture Solution

바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)용 배양액[K₂HPO₄ (0.1g), MgSO₄ㅇ7H₂O (0.05g), Yeast extract (0.05g), 미량원소 (0.1mL)]에 준비된 게 껍질 콜로이달 키틴이 0.5% 농도로 함유되도록 첨가하여 게 껍질 콜로이달 키틴 함유 배양액을 준비하였다. 0.5% of crab shell colloidal chitin prepared in culture for Bacillus thuringiensis strains (K₂HPO, (0.1g), MgSO₄7H₂O (0.05g), Yeast extract (0.05g), trace elements (0.1mL)) Crab shell colloidal chitin-containing cultures were prepared by addition to concentration.

2. 바실러스 튜린지엔시스 균주의 접종 및 배양2. Inoculation and Cultivation of Bacillus thuringiensis strains

준비된 0.5% 게 껍질 콜로이달 키틴 함유 배양액 1,000mL에 바실러스 튜린지엔시스 균주(KACC 10168) 100μL를 접종한 후 30℃에서 6일간 배양하였다.1,000 μl of the prepared 0.5% crab shell colloidal chitin-containing culture was inoculated with 100 μL of Bacillus thuringiensis strain (KACC 10168) and incubated at 30 ° C. for 6 days.

3. 키틴분해효소의 정제3. Purification of Chitinase

바실러스 튜린지엔시스 (Bacillus thuringiensis)균주의 배양액을 원심분리하여 얻어진 상등액으로부터 키틴친화성 컬럼 (chitin affinity column)을 통해 정제된 키틴분해효소(Btchitinase)를 얻었다. Bt chitinase was purified through a chitin affinity column from the supernatant obtained by centrifugation of the Bacillus thuringiensis strain.

실시예 2Example 2

게 껍질 콜로이달 키틴이 아니라 하기와 같은 방법으로 제조된 갈색거저리(Tenebrio molitor) 콜로이달 키틴을 사용한 것을 제외하면 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 키틴분해효소(Btchitinase)를 얻었다.Except for using the crab shell colloidal chitin but not the brown goose ( Tenebrio molitor ) colloidal chitin prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a chitinase ( Bt chitinase).

갈색거저리(Tenebrio molitor) 콜로이달 키틴(Tenebrio molitor colloidal chitin: TC)은 도 1에 도시된 바와 같이 갈색거저리 유충을 분쇄하여 2N 염산에서 3시간 반응 후 반응물을 5% 가성소다 용액에서 95도 3시간 동안 반응시켜 얻어진 반응물을 건조하였다. 건조물을 3% 과산화수소 용액에서 1시간 동안 실온에서 반응시켜 반응물을 건조하였다. 건조물을 강염산 용액에 실온에서 1시간 동안 반응시켜 70% 에탄올을 넣고 pH를 6~7로 조절하는 과정을 거쳐 얻어졌다. Mealworm (Tenebrio molitor) colloidal chitin (Tenebrio molitor colloidal chitin: TC) is 95 degrees for 3 hours the reaction after 3 hours at 2N hydrochloric pulverized mealworm larvae, as illustrated in Figure 1 in a 5% sodium hydroxide solution The reaction obtained by reacting for a while was dried. The dried product was reacted in 3% hydrogen peroxide solution for 1 hour at room temperature to dry the reaction. The dried product was reacted with a strong hydrochloric acid solution at room temperature for 1 hour, and then 70% ethanol was added to adjust the pH to 6-7.

실시예 3Example 3

바실러스 튜린지엔시스 균주(KACC 10168)의 키틴분해효소의 재조합단백질을 얻기 위해 분자 클로닝 기법을 이용하여 하기와 같이 수행하였다. 클로닝을 위한 1차 PCR은 forward primer (5'-GGGCCATGGCTATGAGGTCTCAAAAATTC-3')와 reverse primer (5'-GGGCTCGAGCTAGTTTTCGCTAATGACGGC-3')를 사용하였으며, 바실러스 튜린지엔시스 (Bacillus thuringiensis)균주에서 얻어진 DNA를 주형(template)으로 활용하였다. PCR 과정에 사용된 효소는 pfu polymerase (Bioneer)를 사용하였다. 대장균 (Escherichia coli) 발현 벡터 pET28a(+) (Novagen)에 클로닝하기 위하여 Nco I과 Xho I 두 종류의 제한효소를 이용하여 PCR product와 발현 벡터 pET28a(+)를 double digestion을 수행한 후 2X Ligation Mix (Takara)를 이용하여 ligation을 수행하였다. Ligation 된 vector는 DH5α competent cell에 transformation하였으며, positive cell을 대량배양 후 플라스미드DNA를 추출하여 sequencing을 수행하였다. 염기서열상에 에러가 없는지 검증한 후 추출한 플라스미드DNA를 BL21 competent cell에 다시 transformation 하였다. positive cell을 OD600이 1이 될 때까지 대량배양한 후 1mM 농도의 Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)를 처리하여 6시간동안 배양하여 키틴분해효소 재조합단백질(rBtchitinase)을 생산하였다. To obtain a recombinant protein of chitinase of Bacillus thuringiensis strain (KACC 10168) was carried out as follows using a molecular cloning technique. The primary PCR for cloning used forward primer (5'-GGGCCATGGCTATGAGGTCTCAAAAATTC-3 ') and reverse primer (5'-GGGCTCGAGCTAGTTTTCGCTAATGACGGC-3'), and the DNA obtained from Bacillus thuringiensis strain was used. ). The enzyme used in the PCR process was used pfu polymerase (Bioneer). To clone into Escherichia coli expression vector pET28a (+) (Novagen), double digestion of PCR product and expression vector pET28a (+) was performed using two restriction enzymes, N co I and X ho I. Ligation was performed using Ligation Mix (Takara). The ligated vector was transformed into DH5α competent cells, and sequencing was performed by plasmid DNA extraction after mass culture of positive cells. After verifying that there was no error in the nucleotide sequence, the extracted plasmid DNA was transformed again into BL21 competent cells. The positive cells were cultured in large quantities until OD600 became 1, and then treated with 1 mM Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) for 6 hours to produce chitinase recombinant protein (r Bt chitinase).

실험예 1Experimental Example 1

실시예1 내지 3에서 얻어진 바실러스 튜린지엔시스균주(KACC 10168)의 키틴분해효소(Btchitinase와 rBtchitinase)의 활성은 다음과 같이 측정하였다.The activities of chitinases ( Bt chitinase and r Bt chitinase) of Bacillus thuringiensis strains (KACC 10168) obtained in Examples 1 to 3 were measured as follows.

500μL의 0.5% 게 껍질 콜로이달 키틴과 400μL의 50mM 아세트산나트륨 버퍼 (pH5), 100μL의 키틴분해효소를 섞어 37℃에서 50rpm으로 1시간동안 반응시켰다. 1시간 후 200μL의 1N 수산화나트륨을 섞어 반응을 종료시키고, 10,000rpm으로 5분간 원심분리한 후 상등액 500μL를 떠서 1mL의 Schales' 시약과 섞고 끓는 물에서 15분간 중탕하였다. 15분 후 420nm에서 흡광도를 측정하여 키틴분해효소의 활성을 계산하였다. 키틴분해효소의 활성 단위로 유닛 (unit)을 사용하며, 시간 당 1 μmol의 GlcNAc를 생산하는 효소의 양을 의미한다.500 μL of 0.5% crab shell colloidal chitin, 400 μL of 50 mM sodium acetate buffer (pH5), and 100 μL of chitinase were reacted at 37 ° C. at 50 rpm for 1 hour. After 1 hour, the reaction was terminated by mixing 200 μL of 1N sodium hydroxide, and centrifuged at 10,000 rpm for 5 minutes, 500 μL of the supernatant was mixed, mixed with 1 mL of Schales' reagent, and heated in boiling water for 15 minutes. After 15 minutes, the absorbance was measured at 420 nm to calculate the activity of chitinase. The unit is used as an active unit of chitinase, and means an amount of an enzyme that produces 1 μmol of GlcNAc per hour.

실험예 2Experimental Example 2

실시예1 내지 3에서 얻어진 바실러스 튜린지엔시스균주(KACC 10168)의 키틴분해효소(Btchitinase와 rBtchitinase)의 기질로 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴을 각각 사용하여 일자별 (1, 2, 3일) 키틴올리고당의 생성을 다음과 같이 실험하였다.As the substrates of chitinases ( Bt chitinase and r Bt chitinase) of Bacillus thuringiensis strains (KACC 10168) obtained in Examples 1 to 3, crab shell colloidal chitin and brown scale colloidal chitin were used for each day (1, 2, 3 days) The production of chitin oligosaccharides was tested as follows.

콜로이달 키틴 기질에 0.05 unit의 키틴분해효소 (Btchitinase와 rBtchitinase)를 섞어 37℃에서 50rpm으로 1, 2, 3일간 반응시켰다. 콜로이달 키틴 기질은 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴이 사용되었다. 반응 용액을 10,000rpm으로 5분간 원심분리한 후 분리한 상등액을 TLC 분석과 HPLC 분석에 사용하였다. 0.05 unit chitinase ( Bt chitinase and r Bt chitinase) was mixed on the colloidal chitin substrate and reacted at 37 ° C. at 50 rpm for 1, 2 or 3 days. As for the colloidal chitin substrate, the crab shell colloidal chitin and the brown meal colloidal chitin were used. The reaction solution was centrifuged at 10,000 rpm for 5 minutes, and the separated supernatant was used for TLC analysis and HPLC analysis.

반응산물의 TLC 분석은 Huang 등 (1996)의 방법에 따라 n-프로파놀:3차 증류수:암모니아수 (70:30:1, v/v)에 의해 실리카겔 플레이트 상에서 전개되었으며, Tanaka 등 (1999)의 방법에 따라 발색시약과 반응시켜 검출하고 그 결과를 도 2에 나타내었다. TLC analysis of the reaction product was carried out on silica gel plates by n-propanol: tertiary distilled water: ammonia water (70: 30: 1, v / v) according to the method of Huang et al. (1996). It was detected by reacting with the color reagent according to the method and the results are shown in FIG. 2.

추가로 10 μL의 반응산물로부터 70% 아세토나이트릴 (0.5mL/min)과 NH2P-50 컬럼을 이용하여 HPLC로 키틴올리고당을 검출하고 그 결과를 도 3a 내지 도 3d, 도 4 , 표 1 및 표 2에 나타내었다.Further, chitin oligosaccharides were detected by HPLC using 70% acetonitrile (0.5 mL / min) and NH 2 P-50 column from 10 μL of the reaction product, and the results are shown in FIGS. 3A to 3D, FIG. 4, Table 1, and Table. 2 is shown.

Reaction
time (day)
Reaction
time (day)
SubstrateSubstrate N-acetyl-chitooligosaccharides (ppm) N -acetyl-chitooligosaccharides (ppm)
GlcNAcGlcNAc (GlcNAc)2 (GlcNAc) 2 (GlcNAc)3 (GlcNAc) 3 TotalTotal 00 CCCC 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 TCTC 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 1One CCCC 25.925.9 39.239.2 3.33.3 68.468.4 TCTC 35.435.4 88.188.1 0.00.0 123.5123.5 22 CCCC 28.228.2 56.456.4 3.63.6 88.388.3 TCTC 42.842.8 101.1101.1 0.00.0 143.9143.9 33 CCCC 27.927.9 59.259.2 4.34.3 91.391.3 TCTC 43.843.8 112.0112.0 0.00.0 155.7155.7

Reaction
time (day)
Reaction
time (day)
SubstrateSubstrate N-acetyl-chitooligosaccharides (ppm) N -acetyl-chitooligosaccharides (ppm)
GlcNAcGlcNAc (GlcNAc)2 (GlcNAc) 2 (GlcNAc)3 (GlcNAc) 3 TotalTotal 00 CCCC 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 TCTC 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 1One CCCC 27.027.0 72.672.6 6.86.8 106.4106.4 TCTC 33.133.1 75.075.0 7.67.6 115.7115.7 22 CCCC 28.228.2 89.189.1 8.28.2 125.6125.6 TCTC 39.639.6 103.0103.0 10.210.2 152.8152.8 33 CCCC 27.427.4 90.090.0 8.68.6 126.0126.0 TCTC 45.545.5 104.7104.7 10.510.5 160.7160.7

도 2로부터, 바실러스 튜린지엔시스 균주가 생성한 키틴분해효소에 의해 만들어진 주요 생성당은 2당 [(GlcNAc)2]임을 알 수 있었다. 이 외에 갈색거저리 콜로이달 키틴을 기질로 사용한 경우에는 1당의 생성도 확인되었으며, 생성된 당의 양은 갈색거저리 콜로이달 키틴을 사용했을 경우가 게 껍질 콜로이달 키틴을 사용했을 경우보다 더 많은 것으로 나타났다.From Figure 2, it can be seen that the main sugar produced by the chitinase produced by the Bacillus thuringiensis strain is a disaccharide [(GlcNAc) 2 ]. In addition, the production of sugars was also confirmed when the brown-collar colloidal chitin was used as a substrate, and the amount of sugar produced was greater when the brown-collar colloidal chitin was used than when the crab shell colloidal chitin was used.

도 3a 내지 도 3d로부터 알 수 있듯이 바실러스 튜린지엔시스 균주가 생성한 키틴분해효소에 의해 만들어진 주요 생성당은 2당이었으며, 갈색거저리 콜로이달 키틴을 기질로 사용했을 경우 효소별로 각각 112.2 ppm과 104.7 ppm이 생성되었다. 게 껍질 콜로이달 키틴을 기질로 사용했을 경우에는 효소별로 각각 59.2 ppm과 90.0 ppm이 생성되었다. 또, Btchitinase를 이용한 경우에는 게 껍질 콜로이달 키틴을 기질로 사용했을 때 3당 [(GlcNAc)3]이 생성되었으며, rBtchitinase를 이용한 경우에는 두 기질 모두 3당을 생성하였음을 알 수 있었다.As can be seen from FIGS. 3a to 3d, the main sugar produced by the chitinase produced by the Bacillus thuringiensis strain was 2-saccharides, and when the brown-ringed colloidal chitin was used as a substrate, 112.2 ppm and 104.7 ppm, respectively, were used. Was created. When the crab shell colloidal chitin was used as a substrate, 59.2 ppm and 90.0 ppm were produced for each enzyme. In the case of using Bt chitinase, trisaccharide [(GlcNAc) 3 ] was produced using the crab shell colloidal chitin as a substrate, and in the case of r Bt chitinase, both substrates produced trisaccharide. .

도 4는 도 2 및 도 3a 내지 도 3d의 반응 3일차 결과를 보여주고 있으며, 키틴올리고당 표준물질의 검출 시간을 비교해 보았을 때, 모든 결과에서 1당 (GlcNAc)과 2당이 검출되었고, Btchitinase와 갈색거저리 콜로이달 키틴을 이용하였을 때를 제외한 모든 결과에서 3당 또한 검출되었음을 보여준다. 표 1의 내용은 도 3a 및 도 3b와, 표 2의 내용은 도 3c 및 도 3d와 동일한 결과를 보여준다.Figure 4 shows the results of day 3 of the reaction of Figs. 2 and 3a to 3d, when comparing the detection time of chitin oligosaccharide standard, GlcNAc and disaccharide were detected in all results, Bt chitinase Trisaccharides were also detected in all results except when using brown-colloid colloidal chitin. Table 1 shows the same results as FIGS. 3A and 3B and Table 2 shows the same results with FIGS. 3C and 3D.

실험예 3Experimental Example 3

실시예1 내지 3에서 얻어진 바실러스 튜린지엔시스 균주의 키틴분해효소 (Btchitinase와 rBtchitinase)의 기질로 게 껍질 콜로이달 키틴과 갈색거저리 콜로이달 키틴을 각각 사용하여 효소량별 (0.05, 0.1, 0.2 unit) 키틴올리고당의 생성을 다음과 같이 실험하였다. 콜로이달 키틴 기질에 0.05, 0.1, 0.2 unit의 키틴분해효소 (Btchitinase와 rBtchitinase)를 혼합하여 37℃에서 50rpm으로 3일간 반응시켰다. 반응산물의 TLC 분석과 HPLC 분석은 실험예 1과 같은 방법으로 이루어졌다. 반응산물의 TLC 분석 결과를 도 5에 나타내었다. 반응산물의 HPLC 결과를 도 6a 내지 도 6d, 표 3 및 표 4에 나타내었다.As the substrate of the chitinases ( Bt chitinase and r Bt chitinase) of the Bacillus thuringiensis strains obtained in Examples 1 to 3, crab shell colloidal chitin and brown-faced colloidal chitin were used, respectively (0.05, 0.1, 0.2 unit) The production of chitin oligosaccharides was tested as follows. 0.05, 0.1, 0.2 unit chitinases ( Bt chitinase and r Bt chitinase) were mixed on a colloidal chitin substrate and reacted at 37 ° C. at 50 rpm for 3 days. TLC analysis and HPLC analysis of the reaction product were carried out in the same manner as in Experimental Example 1. The TLC analysis of the reaction product is shown in FIG. 5. HPLC results of the reaction products are shown in FIGS. 6A to 6D, Table 3 and Table 4.

Chitinase activity (unit)Chitinase activity (unit) SubstrateSubstrate N-acetyl-chitooligosaccharides (ppm) N -acetyl-chitooligosaccharides (ppm) GlcNAcGlcNAc (GlcNAc)2 (GlcNAc) 2 (GlcNAc)3 (GlcNAc) 3 (GlcNAc)4 (GlcNAc) 4 (GlcNAc)5 (GlcNAc) 5 (GlcNAc)6 (GlcNAc) 6 TotalTotal 0.050.05 CCCC 25.925.9 39.239.2 3.33.3 0.00.0 0.00.0 0.00.0 68.468.4 TCTC 35.435.4 88.188.1 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 123.5123.5 0.10.1 CCCC 25.325.3 34.634.6 2.92.9 0.00.0 0.00.0 0.00.0 62.862.8 TCTC 39.339.3 126.4126.4 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 165.7165.7

Chitinase activity (unit)Chitinase activity (unit) SubstrateSubstrate N-acetyl-chitooligosaccharides (ppm) N -acetyl-chitooligosaccharides (ppm) GlcNAcGlcNAc (GlcNAc)2 (GlcNAc) 2 (GlcNAc)3 (GlcNAc) 3 (GlcNAc)4 (GlcNAc) 4 (GlcNAc)5 (GlcNAc) 5 (GlcNAc)6 (GlcNAc) 6 TotalTotal 0.050.05 CCCC 27.027.0 72.672.6 6.86.8 0.00.0 0.00.0 0.00.0 106.4106.4 TCTC 33.133.1 75.075.0 7.67.6 0.00.0 0.00.0 0.00.0 115.7115.7 0.10.1 CCCC 28.328.3 87.487.4 6.26.2 0.00.0 0.00.0 0.00.0 121.9121.9 TCTC 40.740.7 132.8132.8 10.010.0 0.00.0 0.00.0 20.820.8 204.3204.3 0.20.2 CCCC 27.127.1 62.962.9 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 90.090.0 TCTC 45.945.9 171.2171.2 7.77.7 0.00.0 0.00.0 0.00.0 224.8224.8

도 5로부터 알 수 있듯이, 바실러스 튜린지엔시스균주가 생성한 키틴분해효소에 의해 만들어진 주요 생성당은 2당 [(GlcNAc)2]이었으며, 생성된 2당의 양은 갈색거저리 콜로이달 키틴을 사용했을 경우가 게 껍질 콜로이달 키틴을 사용했을 경우보다 더 많은 것으로 나타났다. 그러나 키틴분해효소의 양에 따른 차이는 없었다.As can be seen from Figure 5, the main production sugar produced by the chitinase produced by Bacillus thuringiensis strains was [(GlcNAc) 2 ] per disaccharide, the amount of disaccharides produced when using the brown mealy colloidal chitin More crab shell colloidal chitin was used. However, there was no difference according to the amount of chitinase.

도 6a 내지 도 6d로부터 알 수 있듯이, Btchitinase를 이용하여 게 껍질 콜로이달 키틴을 분해하였을 때 1, 2, 3당이 검출되었다. rBtchitinase를 이용하였을 때 0.2 unit의 rBtchitinase를 이용한 경우를 제외하고 1, 2, 3당이 검출되었다. Btchitinase를 이용하여 갈색거저리 콜로이달 키틴을 분해하였을 때 1당과 2당이 검출되었다. rBtchitinase를 이용하였을 때 1, 2, 3당이 검출되었고, 특이하게도 0.1 유닛의 rBtchitinase를 이용하였을 때 20.8 ppm의 6당 [(GlcNAc)6]이 검출되었다. 생성된 키틴올리고당의 양은 모두 갈색거저리 콜로이달 키틴을 기질로 사용했을 경우가 더 많았다. 표 3의 내용은 도 6a 및 도 6b와 같고, 표 4의 내용은 도 6c 및 도 6d와 같다.As can be seen from Figure 6a to 6d, 1, 2, 3 sugars were detected when the crab shell colloidal chitin was digested using Bt chitinase. When r Bt chitinase was used, 1, 2 and 3 sugars were detected except that 0.2 units of r Bt chitinase were used. When Bt chitinase was used to break down brown colloidal chitin, sugar and disaccharide were detected. r When using Bt chitinase 1, 2, 3 have been detected per, specific enough [(GlcNAc) 6] were detected per 20.8 ppm 6 when using the r Bt chitinase of 0.1 units. The amount of chitin oligosaccharides produced was more frequently used as the substrate of the brown meal colloidal chitin. The contents of Table 3 are the same as those of FIGS. 6A and 6B, and the contents of Table 4 are the same as those of FIGS. 6C and 6D.

상술된 실험결과에 의하면, 곤충(특히 인시목 및 쌍시목)에 대하여 강력한 독성을 나타내지만 인축 및 식물에 대해서는 무해한 결정체독소를 생산하는 바실러스 튜린지엔시스균주 배양시 본 발명과 같이 콜로이달 키틴을 첨가하면 바실러스 튜린지엔시스균주의 키틴분해효소 생성을 유도 및 촉진할 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 콜로이달 키틴을 함유하는 배양액에 바실러스 튜린지엔시스균주를 배양하여 얻어진 배양액은 면역역 증강에 효과적인 키틴올리고당은 물론 결정체독소까지 포함하여 가축용 보조사료, 식물병방제제 등 면역력 증강제로서 식품분야와 농업분야에서 다양하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다. According to the experimental results described above, colloidal chitin is added as in the present invention in the culture of Bacillus thuringiensis strains which show strong toxicity against insects (especially, biennial and biennial) but which are harmless to humans and plants. It can be seen that the Bacillus thuringiensis strain can induce and promote chitinase production. Therefore, the culture solution obtained by culturing Bacillus thuringiensis strains in a culture solution containing colloidal chitin according to the present invention, including chitin oligosaccharides effective for enhancing the immune region, as well as crystalline toxins, boosters such as animal feed, plant disease control agents, etc. It is expected to be widely used in food and agriculture.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above-described embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.

Claims (11)

콜로이달 키틴을 첨가하여 배양액을 준비하는 단계;
상기 배양액에 바실러스 튜린지엔시스 균주(Bacillus thuringiensis)를 접종하여 배양하는 단계;
상기 배양액을 정제하여 키틴분해효소를 얻는 단계; 및
상기 정제된 키틴분해효소를 콜로이달 키틴에 처리하는 단계;를 포함하는데,
상기 콜로이달 키틴은 갈색거저리(Tenebrio molitor) 콜로이달 키틴이고, 얻어지는 키틴올리고당은 1당 및 2당을 포함하는 것을 특징으로 하는 키틴올리고당 제조방법.
Preparing a culture solution by adding colloidal chitin;
Inoculating the culture with Bacillus thuringiensis strain ( Bacillus thuringiensis );
Purifying the culture solution to obtain chitinase; And
And treating the purified chitinase to colloidal chitin.
The colloidal chitin is a brown goose ( Tenebrio molitor ) colloidal chitin, chitin oligosaccharide obtained is a chitin oligosaccharide manufacturing method characterized in that it comprises a sugar and a disaccharide.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 갈색거저리 콜로이달 키틴은 갈색거저리 유충을 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 키틴올리고당 제조방법.
The method of claim 1,
The method for producing chitin oligosaccharides, characterized in that the brown goose colloidal chitin is obtained by treating the brown goose larvae.
제 1 항에 있어서,
상기 키틴분해효소는 상기 바실러스 튜린지엔시스 균주의 키틴분해효소 유전자를 발현시켜 얻어진 재조합단백질인 것을 특징으로 하는 키틴분해효소 제조방법.
The method of claim 1,
The chitinase is a chitinase production method characterized in that the recombinant protein obtained by expressing the chitinase gene of the Bacillus thuringiensis strain.
바실러스 튜린지엔시스 균주의 키틴분해효소 유전자를 주형으로 재조합단백질인 키틴분해효소를 생산하는 단계; 및
상기 키틴분해효소를 콜로이달 키틴에 처리하는 단계;를 포함하는데
상기 콜로이달 키틴은 갈색거저리(Tenebrio molitor) 콜로이달 키틴이고, 얻어지는 키틴올리고당은 1당, 2당, 3당, 및 6당을 포함하는 것을 특징으로 하는 키틴올리고당 제조방법.
Producing chitinase, a recombinant protein, using the chitinase gene of the Bacillus thuringiensis strain as a template; And
And treating said chitinase to colloidal chitin.
The colloidal chitin is a brown goose ( Tenebrio molitor ) colloidal chitin, chitin oligosaccharide obtained is a chitin oligosaccharide manufacturing method, characterized in that it comprises a sugar, disaccharides, trisaccharides, and 6 sugars.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101048626B1 (en) * 2011-02-11 2011-07-12 한남대학교 산학협력단 Microorganism expressing recombinant chitinase gene and uses thereof
KR20140015822A (en) 2012-07-25 2014-02-07 현대모비스 주식회사 Apparatus for protecting vehicle control error in v2v system and method thereof

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