바이오인

       가톨릭대학교 김 필 교수

Artificial oxidative stress-tolerant Corynebacterium glutamicum / AMB Express 4:15 (2014)
Adaptive evolution of Corynebacterium glutamicum resistant to oxidative stress and its global gene profiling / Biotechnol. Lett. 35(5):709-717 (2013)

1. 연구배경
코리네박테리움은 20세기 들어서 산업적으로 가장 많이 배양되고 있는 산업용 미생물이다. 글루탐산을 비롯한 각종 아미노산, IMP 등 핵산의 대량 생산 뿐만 아니라 최근에는 다양한 바이오화학물의 생산용 호스트로써 코리네박테리움을 사용하고 있다. 이러한 코리네박테리움은 토양에 분포하는 그람 양성균이며, 인간에게 안전한 미생물이기 때문에 더욱 그 가치가 높아가는 추세이다. 산업공정에서의 미생물은 자연계와는 다른 종류의 인공적인 스트레스가 발생할 수 있다. 지나치게 높은 기질/산물의 농도, 온도, pH, 삼투압, 강제공급에 의한 산화 등 미생물이 맞서야 하는 환경조건이 자연계에서와는 매우 다르며, 이에 더하여 인위적인 특정 영양성분의 고갈에 의한 급격한 생리변화가 따르기도 한다. 이러한 인공적인 환경에 의한 산업미생물에 대한 스트레스는 세포생장저하나 산물생산활성 감소, 심지어 세포 파쇄에 의한 거품발생과 같은 현상으로 나타나므로, 산업적 관점에서는 스트레스에 내성을 갖는 산업미생물이 선호된다. 보다 높은 생산성을 추구하는 산업계 특성상 더 많은 이득이 발생할 수 있기 때문이다. 활성산소(ROS)는 산소호흡을 하는 모든 생물에서 에너지 생산을 위한 전자전달과정에서 부득이 발생하는 불완전 산화물들을 지칭한다. ROS는 반응성이 높아 세포 내 핵산이나 단백질에 손상을 주므로, 돌연변이, 대사경로의 파괴, 생장속도 저하를 일으키는 세포내 산화스트레스 인자이다. 이러한 산화스트레스의 경감은 보다 활발한 에너지 대사와 생리활성을 유지시킬 수 있으므로, 산업용으로 활용할 가치가 높은 미생물의 생산성을 더욱 증진시킬 수 있기 때문에, 이를 확보하고자 연구를 시작하였다.

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