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효소enzyme Arylsulfatase(EC)은 O-S결합의 분열에 의해 Arylsulfate의 가수분해를 촉매하는 효소이다
2013-08-22 17:34:21
이엠생명과학연구원

Arylsulfatase

 

Arylsulfatase(EC)은 O-S결합의 분열에 의해 Arylsulfate의 가수분해를 촉매하는 효소이다. 반응은 비가역적이며 다음과 같다.

R.OSO3- + H2O → R.OH + H+ + SO42-

 

Arylsulfatase는 1970년 Tabatabai와 Btemner에 의해 미국 lowa주의 토양에서 최초로 검출되었다. Arylsulfatase는 토양내 S 순환을 부분적으로 담당한다고 믿어진다. S의 무기화에서 이 효소의 역할은 온대지역의 토양중의 전 S의 40∼70%(평균 50%)가 HI에 의하여 H2S로 환원되고 뜨거운 알카리에 의해 무기 SO42-로 전환된다는 연구결과에서 유추할 수 있다.

이들 발견은 표토 중 S의 분획이 ester sulfate(유기 sulfate)형태로 존재하고 토양 내 유기 S가 무기화되어 작물생장에 이용될 때까지의 과정에서 Arylsulfatase가 중요한 역할을 함을 시사한다.

 

1. 원리

정량법의 원리는 PME의 정량법과 비슷하다. 본 방법은 토양에 pH 5.8로 완충된 potassium p-nitrophenyl sulfate용액과 toluene을 넣고 배양할 때 Arylsulfatase에 의해 생성된 p-nitrophenol량을 비색정량한다. 적당한 양의 토양 - 완충용액 - 기질 혼합물을 37℃에서 1시간 배양한다. 생성된 p-nitrophenol은 CaCl2용액과 NaOH용액을 가한 후 여과하여 추출한다. P-nitrophenol의 산성용액과 p-nitrophenyl sulfate의 산성용액 및 알칼리 용액은 무색이나 P-nitrophenol의 알칼리용액은 황색을 띤다는 사실에 기초한다. CaCl2 - NaOH처리는 PME원리편에서와 같은 목적을 갖는다.

2. 활성측정법

  1. 기구

1) 삼각 flask(50㎖), 마개, 항온기, 분광광도계, PME편 참고

  2. 시약

1) toluene

2) 초산염완충용액, 0.5M, pH 5.8

68g의 초산나트륨(CH3COONa.3H2O)를 약 700㎖의 증류수에 용해하고 1.70㎖의 빙초산(99%)을 가한 후 증류수로 1ℓ로 만든다.

3) p-nitrophenyl sulfate용액, 0.025M

0.322g의 potassium p-nitrophenyl sulfate를 50㎖ volumetric flask에 취하고 초산황충용액에 녹여 표선을 맞춘다. 이 용액을 냉장고에 보존한다.

4) CaCl2용액(0.5M), NaOH용액(0.5M), P-nitrophenol완충용액

PME의 시약편 참고

  3. 조작방법

1g의 토양( < 2mm)을 50㎖ 삼각플라스크에 취하고 0.25㎖의 toluene, 4㎖의 초산염완충용액, 1㎖의 p-nitrophenyl sulfate용액을 가하고 수 초간 흔들어서 내용물을 혼합한다. 플라스크에 마개를 하고 37℃의 배양기에 넣어 둔다. 1시간 후 마개를 제거하고1㎖의 0.5M CaCl2용액과 4㎖의 0.5M NaOH를 가하고 수 초간 플라스크를 흔든다. 토양현탁액을 Whatman NO. 2여지로 여과하고 여액의 흡광도를 400㎚에서 분광광도계로 측정한다.

PME편을 참고하여 p-nitrophenol완충용액으로 작성한 검량선을 대조로 p-nitrophenol의 농도를 계산한다. 여액의 흡광도가 검량선의 한계보다 높으면 흡광도값이 검량선의 범위내에 들도록 여액의 일정량을 증류수로 희석한다. Arylsulfatase활성에 의한 p-nitrophenol에서 유래되지 않은 색을 분석하기 위해 각 토양에 대하여 공 시험을 행해야 한다. 공 시험은 앞의 과정과 같으나 1㎖의 0.5M CaCl2용액과 4㎖의 0.5M NaOH용액을 가한 후 토양현탁액을 여과하기 직전에 1㎖의 p-nitrophenyl sulfate용액을 가한다.

- 주의 -

비록 Potassium phenyl sulfate 등 여러 화합물을 Arylsulfatase활성측정용 기질로 사용할 수 있으나 이들 화합물의 효소적 가수분해에 의해 방출되는 페놀성 화합물을 추출하기 어렵다. 본 방법은 토양에 가해진 p-nitrophenol을 정량적으로(99∼100%) 회수하였다. 공 시험은 일부 시판품 p-nitrophenyl sulfate시약내에 미량 함유된 p-nitrophenol과 CaCl2-NaOH처리에 의한 미량의 색을 띤 토양물질을 추출하기 위하여 행한다.




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