ÀΰøÀûÀÎ »êȽºÆ®·¹½º³»¼º ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿ò
°¡Å縯´ëÇб³ ±è ÇÊ ±³¼ö
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. ¿¬±¸¹è°æ
ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀº 20¼¼±â µé¾î¼ »ê¾÷ÀûÀ¸·Î °¡Àå ¸¹ÀÌ ¹è¾çµÇ°í ÀÖ´Â »ê¾÷¿ë ¹Ì»ý¹°ÀÌ´Ù. ±Û·çŽ»êÀ» ºñ·ÔÇÑ °¢Á¾ ¾Æ¹Ì³ë»ê, IMP µî ÇÙ»êÀÇ ´ë·® »ý»ê »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ÃÖ±Ù¿¡´Â ´Ù¾çÇÑ ¹ÙÀÌ¿ÀÈÇй°ÀÇ »ý»ê¿ë È£½ºÆ®·Î½á ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀ» »ç¿ëÇÏ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀº Åä¾ç¿¡ ºÐÆ÷ÇÏ´Â ±×¶÷ ¾ç¼º±ÕÀ̸ç, Àΰ£¿¡°Ô ¾ÈÀüÇÑ ¹Ì»ý¹°À̱⠶§¹®¿¡ ´õ¿í ±× °¡Ä¡°¡ ³ô¾Æ°¡´Â Ãß¼¼ÀÌ´Ù. »ê¾÷°øÁ¤¿¡¼ÀÇ ¹Ì»ý¹°Àº ÀÚ¿¬°è¿Í´Â ´Ù¸¥ Á¾·ùÀÇ ÀΰøÀûÀÎ ½ºÆ®·¹½º°¡ ¹ß»ýÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Áö³ªÄ¡°Ô ³ôÀº ±âÁú/»ê¹°ÀÇ ³óµµ, ¿Âµµ, pH, »ïÅõ¾Ð, °Á¦°ø±Þ¿¡ ÀÇÇÑ »êÈ µî ¹Ì»ý¹°ÀÌ ¸Â¼¾ß Çϴ ȯ°æÁ¶°ÇÀÌ ÀÚ¿¬°è¿¡¼¿Í´Â ¸Å¿ì ´Ù¸£¸ç, ÀÌ¿¡ ´õÇÏ¿© ÀÎÀ§ÀûÀΠƯÁ¤ ¿µ¾ç¼ººÐÀÇ °í°¥¿¡ ÀÇÇÑ ±Þ°ÝÇÑ »ý¸®º¯È°¡ µû¸£±âµµ ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ÀΰøÀûÀΠȯ°æ¿¡ ÀÇÇÑ »ê¾÷¹Ì»ý¹°¿¡ ´ëÇÑ ½ºÆ®·¹½º´Â ¼¼Æ÷»ýÀåÀúÇϳª »ê¹°»ý»êÈ°¼º °¨¼Ò, ½ÉÁö¾î ¼¼Æ÷ Æļ⿡ ÀÇÇÑ °ÅÇ°¹ß»ý°ú °°Àº Çö»óÀ¸·Î ³ªÅ¸³ª¹Ç·Î, »ê¾÷Àû °üÁ¡¿¡¼´Â ½ºÆ®·¹½º¿¡ ³»¼ºÀ» °®´Â »ê¾÷¹Ì»ý¹°ÀÌ ¼±È£µÈ´Ù. º¸´Ù ³ôÀº »ý»ê¼ºÀ» Ãß±¸ÇÏ´Â »ê¾÷°è Ư¼º»ó ´õ ¸¹Àº À̵æÀÌ ¹ß»ýÇÒ ¼ö Àֱ⠶§¹®ÀÌ´Ù. È°¼º»ê¼Ò(ROS)´Â »ê¼ÒÈ£ÈíÀ» ÇÏ´Â ¸ðµç »ý¹°¿¡¼ ¿¡³ÊÁö »ý»êÀ» À§ÇÑ ÀüÀÚÀü´Þ°úÁ¤¿¡¼ ºÎµæÀÌ ¹ß»ýÇÏ´Â ºÒ¿ÏÀü »êȹ°µéÀ» ÁöĪÇÑ´Ù. ROS´Â ¹ÝÀÀ¼ºÀÌ ³ô¾Æ ¼¼Æ÷ ³» ÇÙ»êÀ̳ª ´Ü¹éÁú¿¡ ¼Õ»óÀ» ÁֹǷÎ, µ¹¿¬º¯ÀÌ, ´ë»ç°æ·ÎÀÇ Æı«, »ýÀå¼Óµµ ÀúÇϸ¦ ÀÏÀ¸Å°´Â ¼¼Æ÷³» »êȽºÆ®·¹½º ÀÎÀÚÀÌ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ »êȽºÆ®·¹½ºÀÇ °æ°¨Àº º¸´Ù È°¹ßÇÑ ¿¡³ÊÁö ´ë»ç¿Í »ý¸®È°¼ºÀ» À¯Áö½Ãų ¼ö ÀÖÀ¸¹Ç·Î, »ê¾÷¿ëÀ¸·Î È°¿ëÇÒ °¡Ä¡°¡ ³ôÀº ¹Ì»ý¹°ÀÇ »ý»ê¼ºÀ» ´õ¿í ÁõÁø½Ãų ¼ö Àֱ⠶§¹®¿¡, À̸¦ È®º¸ÇÏ°íÀÚ ¿¬±¸¸¦ ½ÃÀÛÇÏ¿´´Ù.
2. ¿¬±¸°á°ú
»ê¾÷¿ë ¾ÈÀü¼º ±ÕÁÖÀÎ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ »êȽºÆ®·¹½º ³»¼ºÀ» ÀΰøÀûÀ¸·Î ÁõÁø½ÃÅ°·Á¸é, ¹Ì»ý¹° ½º½º·Î Áö´Ï°í ÀÖ´Â ¹æ¾î±âÀüÀ» Ž»öÇÏ¿© À̸¦ ÀΰøÀûÀ¸·Î °È½Ãų ÇÊ¿ä°¡ ÀÖ¾ú´Ù. À̸¦ À§ÇØ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀ» »êȽºÆ®·¹½ºÀÇ ÀÏÁ¾ÀÎ °ú»êȼö¼Ò(H2O2)¸¦ Æ÷ÇÔÇÏ´Â ½ºÆ®·¹½ºÁ¶°Ç¿¡¼ Àå½Ã°£ ¿¬¼Ó¹è¾çÇÏ¿´´Ù. 3°³¿ù¿¡ °ÉÄ£ ¿¬¼Ó¹è¾ç°úÁ¤¿¡¼ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀº Á¡Â÷ »êȽºÆ®·¹½º¿¡ ´ëÇÑ ³»¼ºÀÌ ÁõÁøÇÏ¿©, Ãʱ⿡ 0.5 mM³óµµÀÇ °ú»êȼö¼Ò¼ö¿¡¼ Ãâ¹ßÇÏ¿© ÃÖÁ¾ÀûÀ¸·Î´Â 10 mMÀÇ °ú»êȼö¼Ò Á¶°Ç¿¡¼µµ »ýÀåÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ÈļÕÀ» ¾ò¾î³¾ ¼ö ÀÖ¾ú´Ù.
±×¸² 1. »êȽºÆ®·¹½º ´ëÀÀ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ ÀûÀÀÁøÈ
ÀÌ·¸°Ô ¾ò¾î³½ »êȽºÆ®·¹½º ÁøÈÇü ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀº ¿øÇü ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿ò°ú ºñ±³ÇÏ¿´À» ¶§, °ú»êȼö¼Ò »Ó ¾Æ´Ï¶ó ´Ù¸¥ »êȽºÆ®·¹½º ÀÎÀڵ鿡 ´ëÇؼ³ª ¼Ò¼ö¼º½ºÆ®·¹½º, »ê-¿°±â ½ºÆ®·¹½º, ½ÉÁö¾î´Â Ç×»ýÁ¦¿¡ ÀÇÇÑ ½ºÆ®·¹½º±îÁö ³»¼ºÀÌ ÁõÁøµÈ »ç½ÇÀ» ¹ß°ßÇÏ¿´´Ù.
±×¸² 2. ÀûÀÀÁøÈµÈ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ ¿©·¯ °¡Áö ½ºÆ®·¹½º ³»¼º Áõ´ë
ÁøÈµÈ À¯ÀüÇüÁúÀ» ¾Ë¾Æ³»±â À§ÇØ ÁøÈÇü°ú ºÎ¸ðÇü ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ Àü»çÇüÁúÀ» ºñ±³ÇÑ °á°ú Àüü 3,058 À¯ÀüÀÚ Àü»çÇüÁú Áß 2,187°³ÀÇ Àü»çÇüÁúÀÌ ¹Ù²î¾î ÀÖ¾úÀ¸¸ç, ƯÈ÷, ÇØ´ç°úÁ¤À̳ª Æ÷µµ´çÇÕ¼º°úÁ¤ °æ·Î°¡ ³·¾ÆÁø ´ë½Å¿¡ TCA³ª glyoxylate °æ·Î°¡ ÁõÆøµÇ¾ú°í, ´Ù¼öÀÇ DNA ¼ö¼±´Ü¹éÁú, »êȼջó ¼ö¼±´Ü¹éÁú, ÀüÀÚÀü´Þ°úÁ¤ÀÇ ´Ü¹éÁúµé ¿ª½Ã ÇÔ²² Àü»çÁõÆøµÊÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ¾ú´Ù.
±×¸² 3. »êȽºÆ®·¹½º ÀûÀÀÁøÈµÈ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ Àü»çü ºñ±³ºÐ¼®
ÀΰøÀûÀ¸·Î ºÎ¸ðÇü ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ »êȽºÆ®·¹½º¿¡ ´ëÇÑ ³»¼ºÀ» ÁõÁø½ÃÅ°±â À§ÇÏ¿©, ÁøÈÇü ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ Àü»çÁõÆøµÈ À¯ÀüÀÚµé Áß Æ¯È÷ ÁõÆøµÇ¾ú´ø pcaºÐÇØ°æ·ÎÀÇ È¿¼Ò±ºÀ» ¼±º°ÇÏ¿© °¢°¢ º¤ÅÍ¿¡ Ŭ·Î´×ÇÏ¿´´Ù. Pca ºÐÇØ°æ·Î´Â benzoic acid, caffeic acid µî ¹æÇâÁ· ÈÇÕ¹°À» ºÐÇØÇÏ´Â °æ·Î·Î½á, protocatochuate¸¦ ÅëÇØ °á±¹ succinyl-CoA±îÁö º¯ÈÇÏ¿© Áß½Éź¼Òȸ·Î·Î ¿¬°áµÈ´Ù. ÀÌ·± pca À¯ÀüÀÚ±ºÀ» ÀΰøÀûÀ¸·Î ¹ßÇöÇϵµ·Ï ¼³°èµÈ ºÎ¸ðÇü ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀº »êȽºÆ®·¹½º ȯ°æ¿¡¼ pca À¯ÀüÀÚ±ºÀ» ¹ßÇöÇÏÁö ¾Ê´Â ºÎ¸ðÇü ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿ò¿¡ ºñÇÏ¿© »ýÀåÀÌ °¡´ÉÇÏ¿´´Ù. ÀÌ·¸°Ô ȹµæÇÑ »êȽºÆ®·¹½º ³»¼ºÀÇ ¿øÀÎÀ¸·Î´Â ¼¼Æ÷Áú ¾È¿¡¼ÀÇ ROS Á¦°Å´É·ÂÀÌ Áõ°¡ÇÑ °ÍÀÌ ±× ¿øÀÎÀ¸·Î ÃßÁ¤µÇ¾ú´Ù.
±×¸² 4. Pca ºÐÇØ°æ·Î
±×¸² 5. Pca À¯ÀüÀÚ±º µµÀÔ¿¡ ÀÇÇÑ ÀΰøÀû »êȽºÆ®·¹½º ³»¼º ±×¸²6. Pca À¯ÀüÀÚ±º
ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿ò µµÀÔ¿¡ ÀÇÇÑ ¼¼Æ÷ÁúÀÇ
Ros-Æ÷ȹ ´É·Â Áõ´ë
3. ¿¬±¸ÀÇ ¼º°ú ¹× ÀÇÀÇ
±×¸² 7. ÀΰøÀû »êȽºÆ®·¹½º ³»¼ºÀ» Áö´Ñ ¾ÈÀü¼º
»ê¾÷±ÕÁÖ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ °³¹ß
»ê¾÷ÀûÀ¸·Î °¡Àå ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â ¹Ì»ý¹°ÀÇ ¹ßÈ¿Á¶°Ç¿¡¼ÀÇ ½ºÆ®·¹½º¸¦ ÀΰøÀûÀ¸·Î °¨¼Ò½Ãų ¼ö ÀÖÀ½À» º¸¿´À¸¹Ç·Î, ¿©·¯ °¡Áö ÈÇй°À» »ý»êÇÏ´Â °øÁ¤¿¡ Àû¿ëÇÏ¿© »ý»ê¼ºÀ» ³ô°Ô À¯ÁöÇÏ´Â »ê¾÷Àû ±ÕÁÖ·ÎÀÇ È°¿ëÀÌ °¡´ÉÇÏ°Ô µÇ¾ú´Ù.
ROS°¡ ½ºÆ®·¹½ºÀÇ ¿øÀÎÀÓÀ» ¹àÈûÀ¸·Î½á, À̸¦ Á¦°ÅÇÏ´Â ´É·ÂÀ» µµÀÔÇÏ´Â ¹æ¾Èµµ Á¦½ÃÇÏ¿´´Ù. ÀÌ ¿¬±¸ÀÇ °á°ú¸¦ °è¼Ó È°¿ëÇÏ¿©, ÀΰøÀûÀ¸·Î ¿¡³ÊÁö¼öÁØÀ» ³ôÀÎ (±×·¯³ª ROS ½ºÆ®·¹½º´Â ³·Ãß¾î »ýÀåÀº Áö¼ÓµÉ ¼ö ÀÖ´Â) ¾ÈÀü¼º »ê¾÷±ÕÁÖ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ °³¹ß°ú µ¶¼º »ê¹° (i.e., cinnamaldehyde)¿¡ ´ëÇÑ ³»¼ºÀÌ Çâ»óµÈ ÄÚ¸®³×¹ÚÅ׸®¿òÀÇ °³¹ßÀ» Èļӿ¬±¸¿¡¼ °è¼Ó È°¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.