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나노산소호흡으로 살아가는 세균의 적응전략

전문가 제언: ○ 프로테오박테리아(Proteobacteria)는 세균의 주종을 이루는 그룹이다. 이 그룹은 주로 ribosomal RNA서열에 의해 정의되며 알파에서 입실론까지 5부분으로 구분되어 있다. 이름도 형태를 다양하게 변화시킬 수 있는 성질 때문에 그리스의 신 Proteus에서 유래하게 되었다. 이들은 통성혐기성이거나 절대혐기성으로 동식물과 공생관계에 있는 경우도 있으나 병원균이 대부분이다.

○ 혐기성균은 살아가는 데 산소가 필요 없으며 오히려 산소가 있을 경우 사멸하기까지 하는 미생물의 총칭이다. 이중 절대혐기성균은 대기수준의 산소농도에 노출될 때에는 사멸한다. 통성혐기성균은 산소가 있는 환경에서는 이를 이용하기도 한다. 산소내성혐기성균은 산소 존재 하에서 살아갈 수는 있으나 산소를 최종전자수용체로 사용하지 않는 혐기성균이다.

○ 미호기성세균은 살아가기 위해 산소가 필요한 특수형태의 생물이지만 대기 중에 존재하는 산소농도보다 훨씬 낮은 μM농도의 환경 하에서 호기성호흡을 행하며 일부는 혐기성호흡을 할 수 있다. 그러나 나노호기성균은 산소농도가 μM수준에서는 자랄 수 없고 nM수준에서만 생존하는 미생물이다.

– 또한 시토크롬bd형 유비퀴놀산화효소는 세균의 전자수송쇄로서 유비퀴놀을 유비퀴논으로 산화하며 산소를 물로 환원한다. 대장균의 유비퀴놀산화효소의 전체구조는 포유동물의 시토크롬c산화효소의 구조와 유사하다. 그러나 환원형 퀴논의 구조(isoprene단위의 수)는 생물종에 따라 다르듯이 세균종에 따라 다를 것으로 추정된다.

○ 이와 같이 이들 프로테오박테리아의 분류에 대한 기준을 ribosomal RNA의 서열뿐만 아니라 혐기성의 차이, 그리고 환원형 퀴논구조의 차이 등과의 상관관계를 적용하여 새로운 체계적인 분류방법을 확립하는 것이 무엇보다 중요하며 이것이 완성되어야만 이를 바탕으로 한 항생제 개발이 효율적으로 이루어지리라 생각한다.

저자: Tatsushi Mogi
자료유형: 학술정보