The aim of this study is to analyze the functional activity of an endo-β-1, 4-glucanase from the wood dwelling lower termite Coptotermes gestroi. Full length cDNA sequences of the endo-β-1,4-glucanase were obtained by primer walking in conjunction with Rapid Amplification cDNA Ends. With the obtained full length sequences, primers for amplifying open reading frame (ORF) excluding the signal peptide and glycophosphatidylinositol anchor were designed. Amplified endo-β-1,4-glucanase fragment was cloned and expressed using pET30(+) expression vector in BL21 E.coli strain. Expression of endo-β-1,4-glucanase was confirmed by Western blotting and the result revealed that only full ORF was expressed. The cellulase activity of protein preparations from the induced and non-induced cells was analyzed with Congo Red assay with the cellulase from Aspergillus niger (Sigma Aldrich) as a positive control. The activity of C. gestroi endo-β-1,4-glucanase was significantly higher than those observed in the positive control and the enzyme preparation from non-induced cells. Therefore, this study confirmed that C. gestroi endo-β-1,4-glucanase had a function of cellulose hydrolysis.

한국형 잔디는 다른 병에 비해 진전 속도가 빠르고 주로 뿌리에서부터 발병하여 잔디를 고사시키고 발병 후 구제하기 매우 어려운 라이족토니아잎마름병(라지패취)이 큰 문제로 대두되고 있다. 라이족토니아잎마름병(라지패취)은 Rhizoctonia solani AG2-2(Ⅳ)병원균에 의해 발생하는데, 이 병원균에 강한 내병성 들잔디를 개발하기 위해 식물방어반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PR-Protein 중 하나인 β-1,3-glucanase를 들잔디로부터 cloning 하였다. β-1,3-glucanase는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 기능을 하는 것으로 알려져 있다. β-1,3-glucanase의 기능분석이 되어있는 단자엽식물 중 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 3` RACE와 5` RACE를 진행하였다. 그 결과 1,228 bp, 399개의 아미노산으로 구성된 ZJGlu1과 1,179 bp, 340개의 아미노산으로 구성된 ZJGlu2의 Full-sequence 얻어냈다. ZJGlu1과 ZJGlu2와의 염기서열 상동성은 76%이며, ZJGlu1의 경우 VISESGWPSAG서열을 보존하고 있고 ZJGlu2의 경우 VSESGWPSA서열을 보존하고 있어 glycosyl hydrolase motif(LGIVISESGWPSAG)와 비교해 봤을 때 상당부분 일치하는 것을 보였다. ZJGlu1과 ZJGlu2 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 모델식물인 애기장대와 잔디 형질 전환체는 현재 진행 중에 있으며, E.coli over-expression을 수행하여 목표 단백질을 정제하고 in vitro 활성을 측정할 예정이다.

In recent years, many researches are actively undertaken for environmental-friendly animal production according to the increased understanding about food safety because of the outbreak of various diseases such as mad cow disease, Foot and mouth disease and Poultry Influenza virus. However, high quality(higher safety)-animal production may not be successful without increasing of disease resistance of animal and the improvement of feeding environment. To increase the disease resistance is able to be accomplished by stimulating the immune function. The present study was undertaken to investigate the effects of enzyme mixture reinforced with β-glucanase activity which degrade polysaccharide to release β-glucan known as stimulator of immune function on the change of milk production and somatic cell count. After 12weeks of experimental feeding, milk production tended to be increased and somatic cell count was decreased from average 227×10⁴ to 37.1×10⁴. Milk protein and solid-fat content were tended to increase but milk fat showed decreasing tendency by the feeding of enzyme mixture. All together, it has been suggested that the improvement of high quality milk production may be possible through the dietary addition of immune modulating enzyme mixture in lactating dairy cows.

분리한 보리호분층을 이용하여 (1-3)-β-glu-canase 와 (1-3,1-4)-β-glucanase 의GA3 에 대한 반응특성을 조사하였다 GA3 처리에 의해 호분충과 배양액 내의 단백질 함량, (1-3)-β-glucanase및(1-3,1-4)-β-glucanase 활성 등이 모두 증가하였다. 그러나 GA3 처리에 의한 효소활성 및 효소분비 증가 정도는 효소에 따라 큰 차이를 보였다. (1-3,1-4)-β-glucanase 가(1-3)-β-glucanase 보다 효소활성 증가 정도와 분비증가 정도 모두 컸다. 이와 같은 결과는 발아초기 (1-3,1-4)-β-glucanase 의 중요한 생리작용과 관계가 있을 것으로 생각되었다

(1-3)-β-glucanase 동위효소의 발현 양상을 등 전점 전기영동 젤에서 직접 검출 확인할 수 있는 방법을 개발하였다. 개발된 방법은 시판되고 있는 (1-3)-β-glucanase활성 측정용 염료착색 기질을 이용하였다. 본 방법은 신속, 간편하며 보리 종자에서 발현되는 것으로 알려져 있는 모든 (1-3)-βglucanase 동위효소를 검출할 수 있을 정도로 민감하고 특이적이었다. 시판되고 있는 Penicillium(1-3)-β-glucanase에 대한 활성 검출 한계단위는 50 u U 정도로 추정되었다. 따라서, 본 방법은 특별한 시설이나 연구 인력을 확보하고 있지 않는 연구실에서 식물체의 (1-3)-β-glucanase발현에 대한 단백질 수준에서의 연구를 수행하는데 유용하게 이용될 수 있을 것으로 생각된다