균의 1차, 2차 대사산물의 종류와 이용

목차

◎ 1차 대사산물 생산
1. 일차 대사 산물의 정의
2. 영양요구성 균주분리법
3. 영양요구성 균주에 의한 1차 대사 산물의 생산 예
4. 비타민과 아미노산

◎ 2차 대사산물 생산
1. 2차 대사산물의 정의
2. 2차 대사의 특징
3. 대사조절에 의한 2차 대사산물의 생산
4. 방선균
5. 항생물질

본문내용

균의 1차, 2차 대사산물의 종류와 이용
◎ 1차 대사산물 생산
1. 일차 대사 산물의 정의
1.1 미생물 생존에 필요한 기본 구성 성분
① 최종산물: 세포 구성물질의 전구체로 사용
ex) 아미노산, 비타민, purine 및 pyrimidine nucleotide
② 중간체: 주 대사 경로의 중간 생성물
ex) citric acid, glycolysis, pentose phosphate pathway
1.2 대량 생산: 주로 feedback regulation을 해제
① 유전자 변이: 생합성에 관여되므로 주로 feedback regulation을 해제하여 대량 생산
- feedback inhibition: 생합성 경로에서 최종산물이 경로의 첫 효소(allosteric enzyme)의 활성을 저해
- feedback repression: 최종산물이 과량으로 존재할 때 최종산물이 DNA에 결합하여 transcrition을 막아 효소들의 합성이 정지, 최종산물의 양이 특정 농도 이하일 때 높은 속도로 효소합성
② 균주선별:
- 막투과성 변이주: 세포 투과성 변화로 대사경로에서 주 효소의 조절을 받는 최종산물이 세포로부터 유출되는 변이주
- 영양요구성 균주: 대사 경로 중 일부가 파괴되어 소량의 영양요구 물질 첨가로feedback regulation이 해제된 변이주
- feedback regulation 저항 변이주: 주 효소의 고장으로 보통의 대사물질 농도에서 feedback inhibition과 feedback repression을 받지 않는 변이주(Oc, R- mutant)
2. 영양요구성 균주분리법
① 농축법: 세균의 경우 penicillin은 생육하는 균만 사멸시킴, 효모, 곰팡이의 경우 nystatin은 생육하는 균만 사멸시킴. 최소배지에서 penicillin(또는 nystatin) 첨가하여 배양하면 wild 균은 성장하므로 사멸되고 영양요구성 균주는 성장하지 않으므로 생존
② 여과법: 포자형성균에 사용
최소배지에서 성장시키면 wild만 발아하여 균사체 형성 -> 여과하면 포자만 통과-> 영양요구성 변이주만 선별
③ 직접법(replica 법)
Petri dish보다 지름이 조금 작은 나무 원통에 비단천을 씌어서 완전배지을 원본으로 하여 최소배지에 도장을 찍는다. -> 변이주는 최소배지에서 자라지 않는다.
④ sandwich technique:
변이처리된 균을 plate에 접종하여 1-2일 배양하여 colony를 형성 시킨후 각각의 colony는 뒷면에 표시 -> 완전배지 중층 -> 새롭게 생육되는 colony: 영양요구주
3. 영양요구성 균주에 의한 1차 대사 산물의 생산 예
① Corynebacterium glutamicum의 lysine 생산
1. 최초의 효소인 aspartokinase는 lysine과 threonine의 concerted feedback inhibition을 받음
2. homserine dehydrogenase는 threonine에 의해 feedback inhibition, methionine에 의해 feedback repression을 받음
3. homeserine auxothroph를 구함: homeserine 또는 threonine과methionine을 요구
4. aspartokinase는 lysine과 threonine의 concerted feedback inhibition 해제 및 aspartate semialdehyde는 lysine 쪽으로 만 대사 진행

키워드

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