발효학 대사제어와 발효

다나다
최초 등록일
2019.03.31
최종 저작일
2017.05
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목차

1. 효소합성제어
1) 효소의 유도
2) 효소의 억제

2. 효소활성제어
1) 최종산물 저해
2) 효소의 화학적 변형에 의한 제어
3) 전구체효소 및 잠재효소

3. 대사제어발효
1) 환경조건에 의한 발효의 전환 제어
2) 세포막 투과성에 의한 조절
3) 변이에 의한 대사조절

본문내용

대사제어 및 발효의 전환
대사조절기구에는 효소단백질 분자의 합성면에서의 조절과 현존하는 효소분자의 활성면에서의 조절이 있으며, 조절기작의 조밀도에 따라 구분하면 효소합성 조절은 coarse control, 효소활성 조절은 fine control 이라고 볼 수 있다.

1. 효소합성제어
(1) 효소의 유도
효소에는 배지중에 그 효소의 기질이나 analogue가 존재할 때만 생성하는 유도효소(inducible enzyme) 와 배지의 조성에 관계없이 항상 합성되는 구성효소(constitutive enzyme)가 있다. 유도효소에서 효소합성을 유도하는 기질을 유도물질(inducer)이라 하며, 기질의 analogue처럼 유도효소에 의해 대사되지 않는 물질을 gratuitous inducer라고 한다. 효소합성의 유전적 조절기작을 통일적으로 설명해 주는 것이 Jacob 과 Monod(1961)의 operon설이다. 분자수준의 연구가 가장 잘 이루어진 대장균의 lactose operon은 이를 잘 설명해준다. Lactose와 같은 유도물질이 없을 때는 조절유전자(lacⅠ)에서 만들어진 억제물질(repressor)이 operator(O) 부위에 결합함으로써 구조유전자에서 mRNA 합성이 억제되어 효소합성은 일어나지 않는다. 한편 유도물질인 lactose 등을 첨가하면 이것이 억제물질과 결합하여 억제물질이 operator에 결합할 수 없게 되어 구조유전자에 의해 제어되는 operator와 구조유전자군은 operon을 구성하고 조절의 단위가 된다. Jacob등 (1964)은 operator부위의 돌연변이체에 대한 연구에서 operator와 RNA polymerase에 의한 전사개시에 필요한 영역이 다르다는 것을 밝히고 전사를 지배하는 영역을 promoter로 명명했다. 그 후 lactose operon 발현에는 cAMP 와 cAMP receptor protein(CRP) 이 관여하며, cAMP와 CRP가 결합하여 promoter에 붙으면 promoter 부위로부터의 RNA polymerase 작용이 촉진된다는 것이 밝혀졌다.

참고 자료

송형익. 신중엽, ⌜현대발효공학⌟, 지구문화사, 1995, 71~85
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