미생물에 의해 만들어지는 효소 제제와 그 생산 미생물 및 용도

소개글

미생물에 의해 만들어지는 효소 제제와 그 생산 미생물 및 용도에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
2. 본론
1) 젖산균을 이용한 박테리오신 생산 발효기술
2) 극한 미생물이 보유한 효소의 산업적 이용
3) 의학에 이용되는 미생물과 효소
4) 환경문제를 해결하는 미생물
5) 식품에 이용되는 미생물
6) 농업에 이용되는 미생물
3. 결 론

본문내용

그러므로 당연히 Aeschynomene sensitiva는 질소 성분이 풍부해 진다. 이러한 연구 결과를 통해 박테리아가 벼농사에 간접적인 영향을 줄 것이라고 예측할 수 있다.
식물의 성장에 필요한 질소를 고정해 주는 박테리아가 있다는 것은 이미 오래 전부터 알려져 있었다. 이 박테리아에 관한 연구 중의 하나가 프랑스 몽쁠리에에 있는 발생학 연구소 '지중해와 열대지역에서의 공생'에 관한 연구실에서 수행되었다. 질소 고정 박테리아는 식물의 뿌리가 아닌 줄기에서 발견되었다. 이러한 결과는 지극히 드문 경우로 조사된 17000 종의 식물 가운데 30종만이 줄기에서 질소 고정 박테리아가 발견된 것이다. 이 가운데 공생에 관한 연구를 Bradyrhizobium와 Aeschynomene sensitiva를 대상으로 수행한 것이다.
너무나 당연하게도 식물의 줄기에서 질소를 고정하는 박테리아는 태양 광선과 접하게 된다. 연구원들은 4개의 유전자 배열을 찾아냈는데 이 박테리아의 기능에 절대적인 작용을 하는 단백질의 유전자 배열을 알기 위해서였다. 다음에는 발효된 박테리아 Bradyrhizobium를 광합성의 영향을 받지 않는 곳에서Aeschynomene sensitiva의 뿌리와 줄기에 투입하였다. 그런데 빛이 있을 때와 마찬가지로 박테리아는 식물의 줄기 마디에 질소를 고정하기 시작한 것이다. 하지만 이 콩과식물의 성장력과 줄기의 이분법에 의한 성장이 빛이 있을 때보다도 느려 졌다. 이 실험으로 박테리아의 광합성 작용은 확실히 숙주인 식물에게 질소를 고정해 주는 기능 이외에도 식물에게는 필수적인 요소임이 밝혀졌다.
연구원들은 박테리아의 광합성에 대한 기능에 대해 두 가지의 가설을 제안하였다. 첫째, 식물 줄기의 표면에는 영양소가 저장되는 장소이다. 광합성 작용으로 Bradyrhizobiumi는 성장에 필요한 에너지를 공급한다. 그리고 식물이 마르는 것을 방지해 준다. 이 박테리아는 또한 식물의 새로운 세포에 투입하여 질소를 고정해 준다. 둘째, 식물 자체의 에너지에 관한 가설이다. 다시 말해 박테리아는 에너지만을 만들어 낸다. 그 이유는 본인이 숙주로 삼고 있는 식물과의 교환을 원하기 때문이다.
이 연구 결과를 통해, Eric Giraud 와 그의 연구팀은 이미 알려진 Aeschynomene sensitiva의 수정에 관하여 설명하였다. 이 콩과식물은 아프리카 동부의 벼농사 지역에서 자란다. 그러면서 질소를 토양에 공급하여 토양을 기름지에 만든다. 이 점은 이 박테리아가 벼의 줄기에도 정착할 수만 있다면 벼농사에 이 박테리아를 직접적으로 이용할 수 있는 가능성을 비춘 것이다. 열대 지역에서는 토양에 늘 질소가 부족하므로 만일 이 박테리아를 적절히 이용하면 토양에 질소 성분을 무한정 공급해 주는 공장을 갖게 되는 셈이다.
3. 결 론
생명의 한계는 미생물에 의해서 결정된다. 미생물은 가장 극한의 환경조건에서도 생존하고 성장할 수 있으며, 생명의 존재를 허용하는 모든 물리화학적 서식환경에서도 발견된다. 즉 다른 생물은 살 수 없는 혹한의 남극 얼음 속에도, 뜨거운 온천수나 심해저의 열수구에서도, 엄청나게 높은 압력이 미치는 심해저에서도, 빛이 전혀 없는 동굴 속과 토양과 바다에서도 미생물은 살고 있다. 높은 방사능에 노출되어도, 높은 농도의 염분이나 강산성 또는 알칼리 용액에서도, 무기물만이 유일한 영양공급원인 환경에서도 꿋꿋하게 살아가는 미생물이 있다. 지구 생물량의 약 60%를 차지하는 미생물은 지구상에 출현한 최초의 생물이며, 이 지구를 서식지로 하여 35억년이상 생존해 오고 있다. 이러한 다양한 서식능력과 대사능력으로 미생물 균주는 신물질 창출, 식품소재, 환경 정화, 생물 농약 및 비료 등의 생명공학의 중요한 소재로 활용되고 있다. 이처럼 미생물이 생명공학에 있어 중심적인 역할을 함에도 불구하고 미생물의 실제 다양성에 대하여는 알려진 것이 많지 않다.
또한 오래 전부터 인간은 발효식품이나 주류의 제조에 무의식적으로나마 효소를 이용해 왔지만 효소 자체를 산업적으로 대량 생산하여 이것을 따로 이용하게 된 것은 최근의 일이다. 예컨대 효소를 첨가한 세제는 1913년부터 알려졌지만 그 당시는 효소의 공급이 불안정하여 세제로서의 용도는 제한되어 있었다. 그러다가 1960년대에 초에 전분의 가수분해에 글루코아밀라제가 도입되자 효소생산 산업이 급성장하기 시작했다. 그러나 이 효소 산업도 1968년에서 1969년 사이에 중단의 위기를 경험하게 되었다. 효소생산에 종사하는 사람들 가운데 알레르기 증세가 나타났기 때문이다. 이 문제는 다행히 가루가 날리지 않는 캡슐형 효소의 개발로 해결되었고 세제용 효소 생산은 다시 활기를 띠기 시작했다. 치즈의 제조과정에서 우유의 응고제로 많이 쓰이는 rennet을 미생물의 효소로 대처하는 것이 오랫동안의 꿈이었는데 1960년부터 1965년 사이에 세 가지의 미생물 rennet이 성공적으로 도입되어 지금은 이것이 치즈 산업에 종래의 효소와 함께 널리 사용되고 있다. 양조산업에는 맥아를 효소원으로 사용하며 감미료로서 글루코오스가 수크로오스보다 값싸게 공급되게 되었고 의료용으로는 페니실린생산에 이용되는 페니실린 아실라아제가 산업적으로 각광을 받게 되었다. 소화제로서 단백질과 다당류의 가수분해 효소도 많이 쓰이며 이 밖에도 진단용 실험용 분석용 등으로 각종의 효소가 다방면으로 생산되고 있다. 미생물은 여러 종류의 강력한 효소를 생성한다. 미생물이 생성하는 효소는 종류와 공급 면을 생각하면 동식물이 생산하는 것에 비하여 압도적으로 유리하다. 미생물을 효소 생산에 이용하면 ① 왕성하게 증식하므로 단시간에 다량 생산할 수 있고 ② 미생물의 종류에 따라 특정한 효소를 대량 생산할 수 있다. ③ 인공적으로 제어하면서 배양할 수 있으므로 생산관리하기 쉽다. ④ 생산균을 인위적으로 변이시켜 생산성을 높일 수 있는 등의 장점이 있다. 생물 산업이 발전되고 있는 이 시기에 효소생산은 더욱 넓은 이용범위와 함께 지금도 급속도로 발전하고 있다. 따라서 미생물 및 미생물이 생산하는 효소에 대한 보다 깊은 연구를 통해 실생활에 유용한 효소제재의 개발을 위해 노력해야 할 때이다.

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