일반기술

산화제 및 계면활성제에 안정한 단백질분해효소 및 그를 생산하는 미생물

흰이빨참갯지렁이(Periserrula leucophryna)로부터 분리한 단백질분해효소를 생산하는 신규한 바실러스 속 균주와 이 균주로부터 단백질분해효소를 분리하고 대량생산하는 방법이다. 단백질분해효소를 산업적 용도로 사용하는 경우 생체내부의 항상적 환경에 비해 변화가 심하고 보다 극심한 생체 외부환경에서 단백질분해효소가 활성을 유지해야 하므로 안정성이 요구된다. 계면활성제 존재시 대부분의 단백질은 활성이 감소하거나 없어져 세제에 사용되는 단백질분해효소는 극히 제한적이며, 고농도로 사용하면 세제에 함유된 단백질분해효소의 활성은 기대하기 어렵다. 또한 외부환경으로 pH, 중금속에의 노출, 산화-환원 정도 등의 조건이 생체 내부에 비해 변화가 심해 효소활성에 강하게 영향을 주어 이 조건이 적정범위를 벗어나면 효소는 활성을 잃게 된다. 따라서 극심하고 불안한 물리적․화학적 조건에도 불구하고 효소활성 유지가 요구된다. 단백질분해효소가 산업용으로 사용되기 위해 계면활성제 및 산소계 표백제에 의해 효소활성이 억제되지 않아야 하며 높은 pH에서 활성을 유지해야 하고 중저온(20-30℃)에서 높은 효소활성을 가져야 하며 중금속에 의해 효소활성이 억제되지 않고 효소활성에 칼슘이온을 필요로 하지 말아야 한다. 이런 조건을 만족하는 단백질분해효소를 생산하는 균주들을 토양 등 자연계로부터 탐색하여 산업용으로 사용하려고 하나, 그 조건을 충족하는 단백질분해효소가 제조되지 못하고 계면활성제와 표백제에 모두 안정한 효소는 제한적으로 보고되고 있다. 산업용 세제는 가장 큰 산업분야로서 세제에 사용되는 계면활성제, 표백제, 빌더 등의 성분에 안정해야 하고 극한 조건에서 단백질성 때를 제거하기 위해 복합적으로 안정한 프로테아제가 유용하게 사용된다. 이에 한국의 서해안 갯벌에 서식하고 있는 흰이빨 갯지렁이로부터 여러 균주를 탐색하고 저온과 광범위한 pH에서도 활성을 유지하며 중금속, 음이온성 계면활성제, 산소계 표백제에 매우 안정성을 갖는 균주를 분리․동정하고, 균주로부터 단백질분해효소를 분리․대량생산하는 조건을 확립하였다.극심한 물리 화학적 조건하에서도 활성을 유지하는 단백질분해효소를 생산하는 바실러스 속 균주, 이 균주로부터 생산하는 단백질분해효소는 계면활성제, 산화제(과산화수소), 유기용매 및 중금속에서도 활성을 유지한다. 흰이빨 참갯지렁이의 체액에서 분리된 것에서 단백질분해효소활성이 가장 뛰어난 균주를 선별하고, 균주의 16S mRNA의 염기서열을 분석하여 균주를 확인하였다.본 바실러스 속 균주 및 이로부터 분리 정제된 단백질분해효소는 음이온성 계면활성제, 산화제 및 유기용매에 매우 안정한 효소로서 의류용 또는 콘택트렌즈용 세제의 성분, 식품, 사료, 직물․천연가죽의 가공, 유기폐기물처리 등 산업적 용도로 사용할 수 있다.세제 외에 식품, 사료, 직물과 천연가죽의 가공 및 유기폐기물분해 등 단백질분해효소로서 산업 용도로 매우 다양하게 시장을 형성하고 있다. 특히 세제산업은 가장 큰 산업분야로서 본 단백질분해효소는 친환경성의 천연제품이며 세제의 극한 조건에서의 안정성 확보가 가능하므로 시장 확대가 예상된다.