The Proteinase Distributed in the Intestinal Organs of Fish 1. Purification of the Three Alkaline Proteinases from the Pyloric Caeca of Mackerel, Scomber japonicus

변재형,김형낙,PYEUN Jae-Hyeung,KIM Hyeung-Rak The Korean Society of Fisheries and Aquatic Scienc 1986 한국수산과학회지 Vol.19 No.6

고등어 유문수조직중에 분포하는 알칼리성단백질분해효소의 정제조건을 검토하고 염석, DEAE-Sephadex A-50 칼럼 크로마토그래피 및 Sephadex G-100 겔 여과에 의해 3종류의 알칼리성단백질분해효소의 분리${\cdot}$정제방법을 확립하였다. 유문수조직중에 분포하는 알칼리성단백질분해효소의 추출용매는 $1\%$ NaCl 용액이 가장 효과적이었다. 정제된 가칭 Enz, A, B 및 C의 각 알칼리성단백질분해효소는 전기영동적으로 균질함이 증명되었으며, 조효소에 비해 고유활성이 Enz. A는 34배, B는 53배 그리고 C는 37배로 각각 증가하였다. 각 효소의 수율은 조효소에 대해 $1.6\%,\;2.1\%$ 및 $1.5\%$였고, 총수율은 $5.2\%$였다. In the previous paper(Kim et al, 1986), the alkaline proteinase from the pyloric caeca of mackerel was shown relatively strong activity in the alkaline pH range. Therefore purification of the enzyme has been undertaken to identify the proteolytic enzyme and three alkaline proteinases were isolated by ammonium sulfate fractionation, DEAE-Sephadex A-50 column chromatography and Sephadex G-100 gel filtration. One percent sodium chloride solution was the most effective for the extraction of alkaline proteinase from the pyloric caeca of mackerel. Three alkaline proteinases temporarily designated Enz. A, B and C were isolated from the pyloric caeca of mackerel, and identified to be homogeneous with electrophoresis. The specific activity of the purified Enz. A, B and C was increased to 34, 53 and 37-fold over the crude enzyme solution, respectively. Yield of them was 1.6, 2.1 and $1.5\%$, respectively, and a combined yield was $5.2\%$.

멸치 육과 내장으로부터 분리한 Cathepsin L, Chymotrypsin 및 Trypsin의 단백질분해 특성

변재형,허민수,조득문,김형락,PYEUN Jae-Hyeung,HEU Min-Soo,CHO Deuk-Moon,KIM Hyeung-Rak 한국수산과학회 1995 한국수산과학회지 Vol.28 No.5

Proteolytic properties of enzymes from the muscle and viscera of anchovy have been examined. Cathepsin L, chymotrypsin, and trypsin showed similar Km values for casein. However, they had higher Km values for myofibrillar proteins than those for casein. The $k_cat$ of cathepsin L and chymotrypsin for myofibrillar proteins were higher than that of trypsin, and also cathepsin L and chymotrypsin caused higher hydrolysis in myofibrillar proteins of anchovy and yellowtail. In the presence of sodium chloride$(0-25\%)$, proteolytic activity for myofibrillar proteins from yellowtail was higher than that for casein. Proteolytic activity was decreased with the increase of sodium chloride concentration. Cathepsin L had been less affected by NaCl concentration and temperature on the hydrolysis of myofibrillar proteins than chymotrypsin and trypsin. Cathepsin L and chymotrypsin were move responsible to the autolysis of muscle proteins from fish than trypsin.

복상어와 고등어의 Trypsin에 관한 비교효소학적 연구 -2. 정제 Trypsin의 효소적 성질-

변재형,조득문,허민수,PYEUN Jae-Hyeung,CHO Deuk-Moon,HEU Min-Soo 한국수산과학회 1992 한국수산과학회지 Vol.25 No.5

A comparative study of enzymatic properties between the trypsin from the cat-shark Cephaloscyllium umbratile ( C-T) and the two trypsins from the mackerel Scomber japonicus $(M-T_A\;and\;M-T_B)$ was carried out following after the previous paper(Pyeun et al., 1991). Trypsin from cat-shark(C-T) showed the higher heat stability compared to the others $(M-T_A\;and\;M-T_B)$ and its denaturation constant$(K_D)$ was $10.68\times10^{-4}\;sec^{-1}\;at\;55^{\circ}C$ with BA-p-NA substrate. The activation energies(Ea) of the trypsins measured at a temperature range from $30^{\circ}C\;to\;50^{\circ}C$ were estimated to be 4.07 kcal/mole for C-T, 11.61 kcal/mole for $M-T_A$, and 8.43kcal/mole for $M-T_B$, respectively. The Km values were $24.9\times10^{-5}\;M\;for\;C-T,\;5.37\times10^{-5}\;M\;for\;M-T_A,\;and\;9.65\times10^{-5}\;M\;for\;M-T_B$. On the other hand, the Ki values for TLCK and DFP determined by Dixon plot were $1.50\times10^{-6}\;M\;and\;9.28\times10^{-6}\;M\;for\;C-T\;2.86\times10^{-6}\;M\;and\;2.11\times10^{-4}\;M\;for\;M-T_A\;and\;3.90\times10^{-6}\;M\;and\;1.60\times10^{-4}\;M\;for\;M-T_B$ Similar amino acid profiles were showed between three trypsins each other, with few exceptions of $M-T_B$ containing higher amount of arginine, and the smaller amount of tryptophan in C-T than the others.

복상어와 고등어의 Trypsin에 관한 비교 효소학적 연구 -1. Trypsin의 정제와 반응조건-

변재형,조득문,허민수,PYEUN Jae-Hyeung,CHO Deuk-Moon,HEU Min-Soo 한국수산과학회 1991 한국수산과학회지 Vol.24 No.5

연골어류와 경골어류의 진화에 관한 생리생화학적 차이를 특정한 소화효소의 성질과 구조면에서 밝혀 보고자 본 연구를 시도하였다. 양 어종을 대표하는 종류로서 복상어와 고등어를 시료로 선정하고, 소화효소 중 trypsin을 대상으로 하여, 우선 그 정제방법의 확립, 분자량의 측정, 반응 및 안정성에 미치는 pH 및 온도의 영향, 그리고 금속이온과 화학약제가 반응에 미치는 영향 등을 분석 검토하였으며, 그 내용을 요약하면 다음과 같다. 1. 정제방법에 관하여, 민저 복상어 trypsin은 4 염화탄소로서 탈지 추출한 조효소에 대하여 $50-70\%$ 포화 황산암모늄 염석, DEAE-Sephadex A-50칼럼 크로마토그래피, benzamidine-Sepharose 6B, 친화성 크로마토그래피, Sephadex G-75-120 겔 여과법을 거쳐 disc- 전기영동법, SDS-PAG 전기영동법 및 겔 여과법상 균질상태로 얻었다. 또, 고등어의 trypsin은 역시 4염화탄소로서 탈지 추출한 조효소에 대하여 $30-70\%$포화 황산암모늄 염석, benzamidine-Sepharose 6B 친화성 크로마토 그래피, DEAE-Sephadex A-50 크로마토그래피 등의 재크로마토그래피, benzamidine-Sepharose 6B에 의한 재크로마토그래피 등의 정제과정을 거쳐 disc- 전기영동법, SDS-PAG 전기영동법 및 겔 여과법으로 균질의 가칭 trypsin-A와 B를 달리하였다. 2. 이들 유래를 달리하는 각 trypsin의 분자량은 SDS-PAG 전기영동법으로 측정했을 때, 복상어 trypsin 31,700, 고등어 trypsin-A 30,000, 고등어 trypsin-B 29,000, 그리고 겔 여과법으로 측정했을 때, 복상어 21,500, 고등어 trypsin-A 23,700, 고등어 trypsin-B 21,500이었다. 3. 이들 효소들의 알맞은 반응조건은 복상어 trypsin pH 9.0, $45-50^{\circ}C$, 고등어 trypsin-A와 B pH 8.0, $50^{\circ}C$였다. pH와 온도조건에 따른 안정성을 각각 pH와 온도조건별로 30분간 전처리한 후에 그 활성에 미치는 영향으로 비교해 본 결과, pH의 변화에 대하여는 복상어 trypsin은 pH 10.0에서, 그리고 고등어 trypsin-A는 pH 7.0-9.0에서, 고등어 trypsin-B는 pH 8.0에서 안정하였고, 온도조건에 대하여는 복상어 trypsin은 $25^{\circ}C$까지, 그리고 고등어는 trypsin-A가 $10^{\circ}C$까지, 고등어 trypsin-B는 $35^{\circ}C$까지는 안정하였으나, 그 이후부터는 불안정하였다. 4. 이들 효소들은 공통적으로 금속이온 Ag^{2+},\;Cu^{2+}$ 및 $Hg^{2+}$에 의하여 저해를 받았으며, 그 저해의 정도는 고등어 trypsin-A와 B가 보다 심하게 받았다. 또 이들 효소들은 antipain, leupeptin, TLCK(to-syllysine chloromethyl ketone) 및 SBTI(soybean trypsin inhibitor)에 의하여 현저한 저해를 받았고, PMSF(phenylmethane sulfonylfluoride), DFP(diisopropyl fluorophosphate) 및 benzamidine에 의하여 어느정도 저해를 보여 모두 serine-계의 trypsin임을 뒷받침하였다

혈합육어(멸치, 고등어, 황다랭이 및 날개다랭이)의 Trypsin - 1. 정제와 반응조건

변재형(Jae-Hyeung Pyeun),조득문(Deuk-Moon Cho),허민수(Min-Soo Heu) 한국식품영양과학회 1993 한국식품영양과학회지 Vol.22 No.4

혈합육어 중 연근해 온대산 멸치의 내장과 고등어의 유문수, 그리고 원양 열대산 황다랭이 및 날개다랭이의 유문수를 각각 시료로 하여 trypsin을 분리 정제하였으며, 그 분자량과 아미노산 조성 및 효소의 반응 최적조건에 관하여 비교분석하였다. 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 멸치의 내장과 고등어, 황다랭이 및 날개다랭이의 유문수에서 각각 황산암모늄염석, benzamidine-Sepharose 6B 친화성 크로마토그래피, DEAE-Sephadex A-50 크로마토그래피, Sephadex G-75 겔 여과 크로마토그래피 등의 방법을 혼용하여 고등어부터는 2종의 trypsin(고등어 trypsin A와 고등어 trypsin B로 명명함)을, 그리고 다른 어류로부터는 각각 1종의 trypsin을 분리 정제하였다. 2. 멸치 trypsin과 고등어 trypsin B는 고등어 trypsin A와 황다랭이 trypsin 및 날개다랭이 trypsin에 비하여 그 고유활성이 월등히 높았다. 3. 이들 혈합육어 trypsin의 분자량은 22kDa~26kDa 범위였다. 4. 이들 trypsin은 공통적으로 glycine, serine, aspartic acid를 많이 함유하고 있었으며, tryptophan, methionine, lysine, tyrosine의 함유량은 적었다. 5. BA-p-NA기질에 대한 반응 최적조건은 멸치 trypsin은 PH 8.0에서 45℃, 고등어 trypsin A와 B는 PH 8.0에서 50℃, 그리고 황다랭이 trypsin은 PH 9.0에서 55℃, 날개다랭이 trypsin은 PH 9.0에서 50℃였다. 6. 위에 든 실험 결과들은 혈합육 어류의 서식온도가 이들 어류의 trypsin의 반응 최적 온도와는 어느정도 관계가 있을 것으로 추측되었다. Deterioration of fish muscle is known to occur more quickly in the dark fleshed fish than in the white fleshed fish, causing by their high intestinal proteolytic activity. Muscle degradation which suffer post-mortem autoproteolysis is affected by trypsin with its unique activation function towards other enzymes. To compare physicochemical and enzymatic properties for the trypsins of the dark fleshed fish, trypsins from the viscera of anchovy (Engraulis japonica), and the pyloric caeca of mackerel(Scomber japonicus), yellowfin tuna(Thunnus albacores) and albacore (Thunnus alalunga) were purified through ammonium sulfate fractionation, benzamidine-Sepharose 6B, DEAE-Sephadex A-50, and Sephadex G-75 chromatography. Two trypsins from mackerel (designated mackerel trypsin A and mackerel trypsin B), and one each from anchovy, yellowfin tuna and albacore were isolated as electrophoretical homogeneity. The purities of anchovy trypsin, mackerel trypsin A and H, yellowfin tuna trypsin, and albacore trypsin increased to 78.1, 4.8, 9.3, 120, and 16o-fold, respectively, compared to crude enzyme solutions. Molecular weights of the trypsins from the dark fleshed fish estimated by SDS-polyacrylamide electrophoresis were ranged from 22kDa to 26kDa. The trypsins contained higher amount of glycine, serine and aspartic acid, and less amount of tryptophan, methionine, lysine and tyrosine. Optimal conditions for amidolytic reactions of the enzymes were pH 8.0 and 45℃ for anchovy trypsin, pH 8.0 and 50℃ for mackerel trypsin A and B, pH 9.0 and 55℃ for yellowfin tuna trypsin, and pH 9.0 and 50℃ for albacore trypsin. It was supposed that the habitat temperature of the dark fleshed fish is slightly connected with the optimal reaction temperature of the trypsins of the fish.

방어 Myosin과 갈색띠 매물고둥 Paramyosin 의 물리화학적 성질

변재형(Jae-Hyeung Pyeun),최영준(Yeung-Joon Choi) 한국식품과학회 1987 한국식품과학회지 Vol.19 No.1

海産腹足類의 Paramyosin의 分離 및 그 特性에 關한 硏究

변재형(Jae-Hyeung Pyeun) 한국식품영양과학회 1973 한국식품영양과학회지 Vol.2 No.1

The muscle of abalone, Notohaliotis discus (REEVE), and top-shell, Turbo cornutus Solander, were examined for protein composition.<br/> Then paramyosins which are known as one of the important structural protein of the muscle fibrils were isolated from the both muscle and their physico-chemical properties such as solubility, salting-out behaviour, intrinsic viscosity, ATPase activity, etc. involving amino acid composition and N-terminal amino acid residues were investigated to elucidate phylogenie characteristics more intensively from the viewpoint of comparative biochemistry.<br/> The analysis of protein composition resulted in the following estimations: abalone muscle; water-soluble protein of 22 %, salt-soluble protein, 34%, alkali-soluble protein, 20%, and stroma protein, 24%, and top-shell muscle; water-soluble protein of 16%, salt-soluble protein, 30%, alkali-soluble protein, 29%, and stroma protein, 25%, respectively.<br/> It is demonstrated in sedimentation analysis that paramyosin and myosin-actomyosin account for approximately 65% and 35% of the salt-soluble protein of abalone, and that the composition of both sediments in top-shell was approximately 70% and 30%, respectively.<br/> The ultracentrifugally homogenous paramyosins isolated essentially according to Bailey's ethanol-dried method from both of the muscle showed a S°_(20,w) of 3. 14s for abalone and a S°_(20,w) of 3.50s for top-shell.<br/> The both paramyosins were commonly rich in arginine, aspartic acid, and glutamic acid, while scarcely contained proline and tryptophan, in rough accord with the other paramyosins thus far reported.<br/> It is clear that these gastropod paramyosins showed of having the characteristic N-terminal amino acid residues such as N-aspartic acid, N-valine, N-serine, and N-threonine in common.<br/> The abalone paramyosin completely salted in with KCl beyond 0.35μ and the top-shell paramyosin beyond 0.30μ. The abalone paramyosin was salted-out between 18% and 30% saturation of ammonium sulphate and the top-shell paramyosin between 22% and 29% saturation.<br/> The intrinsic viscosities at abalone and top~shell paramyosins at 25℃ were estimated respectively to be 3.1 dl/g and 2.6 dl/g showing somewhat higher than the values for some other paramyosins from lamellibranchs.<br/> In regard with the ATPase activity, the para myosin specimens did not exhibit any significant activity over through the pH conditions of 5 to 9.5. irrespective of the presence of Ca^(++) or Mg^(++). So was the case with the abalone paramyosin prepared by a slightly modified Bailey's wet-extraction method.

유전자 조작 , 균주분리 고활성 단백질분해효소 생산균주의 개발을 위한 Aspergillus oryzae 의 원형질체 융합에 의한 변이

변재형 ( Jae Hyeung Pyeun ) 한국미생물생명공학회 1998 한국미생물·생명공학회지 Vol.26 No.6

알긴산이 3T3-L1세포의 분화에 미치는 영향

황혜정,변재형,남택정,HWANG Hye-Jung,PYEUN Jae-Hyeung,NAM Teak-Jeong 한국수산과학회 2000 한국수산과학회지 Vol.33 No.6

알긴산은 3T3-L1 세포의 분화를 억제하였다. 3T3-L1 세포의 분화를 촉진시키는 인자로 밝혀진 IGF-I과 insulin을 이용하여 알긴산의 분화에 미치는 영향을 검토한 결과, 알긴산은 insulin의 분화촉진작용을 특이적으로 억제하였다. 본 연구는 알긴산을 이용하여 알긴산의 지질 감소효과를 세포의 수준에서 검증하고자 하였다는 점에서 그 의의가 있으며, 이에 알긴산의 분화억제효과가 일어나는 메카니즘에 관한 연구가 있어야 할 것으로 생각된다.

The Proteinase Distributed in the Intestinal Organs of Fish 2. Characterization of the Three Alkaline Proteinases from the Pyloric Caeca of Mackerel, Scomber japonicus

김형낙,변재형,KIM Hyeung-Rak,PYEUN Jae-Hyeung The Korean Society of Fisheries and Aquatic Scienc 1986 한국수산과학회지 Vol.19 No.6

전보(Pyeun and Kim, 1986)에서와 같이 고등어 유문수조직에서 정제한 3종의 알칼리성단백질분해효소에 대하여 활성최적조건, 열안정성. 기질친화도, 화학약제에 대한 영향 및 분자량 등을 규명하였다. 각 정제효소의 반응최적조건을 기질별로 검토한 결과, casein에 대하여 Enz. A는 pH 9.4, Enz. B와 Enz. C는 pH 9.8이었으며, Hb에 대하여 Enz. A는 pH 9.2, Enz. B는 pH 10.2, 그리고 Enz. C는 pH 9.8이었고, 최적반응온도는 공히 $45^{\circ}C$였다. 효소농도 $2{\mu}g/ml,\;2\%$ casein 기질의 반응조건에서 반응시간(x)에 대한 활성도 (y)의 관계를 분석한 결과, Enz. A는 60분. Enz. B는 40분, 그리고 Enz. C는 50분까지 1차 반응의 관계가 성립하였으며, 이때의 반응속도식은 Enz. A는 y=3.6x, Enz. B는 Y=6.0x, 그리고 Enz. C는 y=4.2x였다. 열안정성을 검토하기 위하여 $50^{\circ}C$에서 5분간 가열했을때, Enz, A는 $90\%$, Enz. B는 $33\%$, 그리고 Enz. C는 $37\%$가 각각 불활성화하였다. Lineweaver-Burk의 도식에 의한 효소의 기질친화도를 측정한 결과, casein기질에 대하여 Enz. A는 Km이 $5.0{\times}10^{-3}\%$, Enz. B는 Km이 $1.0{\times}10^{-3}\%$, 그리고 Enz. C는 Km이 $3.6{\times}10^{-3}\%$였다. 금속 ion에 의한 영향을 검토한 결과, $Ag^+,\;Hg^{2+}$는 효소활성을 저하시켰으나, $Mn^{2+},\;Sn^{2+}$ 및 $Pb^{2+}$ 이온은 활성을 증가시켰다. Enz. B와 Enz. C는 soybean trypsin inhibitor에 의해 상당히 저해되었다. 따라서 효소 B와 C는 serine 계 단백질분해효소로 판단되었다. SDS-PAG 전기영동과 Sephadex G-100 겔 여과법에 의하여 각 정제효소의 분자량을 측정한 결과, Enz. A는 $27,500{\pm}2.500$, Enz. B는 $20,500{\pm}1,500$, 그리고 Enz. C는 $15,250{\pm}250$이었다. The characteristics of the three alkaline proteinases, Enz. A, B and C, from the pyloric caeca of mackerel have been investigated. The optimum condition for the activity of the Enz. A, B and C was pH 9.4, 9.8 and 9.8 at $45^{\circ}C$ for $2\%$ casein solution, and was pH 9.2 10.2 and 9.8 at $45^{\circ}C$ for $5\%$ hemoglobin denatured by urea, respectively. Enz. A, B and C by heat treatment at $50^{\circ}C$ for 5 min were inactivated 90, 33 and $37\%$, respectively, over the original activity. The reaction rate of the three alkaline proteinases was constant to the reaction time to 40 min in the reaction condition of $2{\mu}g/ml$ of enzyme concentration and $2\%$ casein solution. The reaction rate equation and Km value against casein substrate determined by the method of Lineweaver and Burk were: Enz. A, Y=3.6X and $Km=5.0{\times}10^{-3}\%$; Enz. B, Y=6.0X and $Km=1.0{\times}10^{-3}\%$; Enz. C, Y=4.2X and $Km=3.6{\times}10^{-3}\%$. The three alkaline proteinases were inactivated by $Ag^+$ and $Hg^{2+}$, but activated by $Mn^{2+},\;Sn^{2+}\;and\;Pb^{2+}$, Enz. B and C were remarkably inhibited by the soybean trypsin inhibitor. Molecular weight of Enz. A, B and C determined by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and Sephadex G-100 gel filtration was in the range of $27,500{\pm}2,500,\;20,500{\pm}1,500\;and\;15,250{\pm}250$, respectively.