세균의 산소감지기

전문가 제언

○ 많은 종류의 균들은 산소 존재 환경에서도 살 수 있는 혐기성 균으로서 O2가 있는 환경에서도 살고, O2가 없는 환경에서도 살 수 있다. 무산소호흡인 발효와는 대조적으로, 양쪽성 세균이 발효 대신 산소를 사용하여 산소호흡을 하게 되면 대사물질을 완전히 산화시킴으로써 발효 때보다 훨씬 큰 에너지가 생성되어 생존에 필요한 에너지 외에도 넉넉히 남는 에너지를 저장해 둘 수 있게 된다.

○ 대기 중의 산소가 존재하는 것이 혐기성 세균에게 부분적으로는 생존에 위협이 되었다. 그 이유는 전자전달 단백질이나 효소에 필수적으로 존재하는 철-황 집합체는 본래부터 산소에 민감하기 때문이다. 철-황 단백질은 태고 때부터 혐기성 세균에 존재했던 것으로 보인다. 대장균의 FNR(fumarate and nitrate reduction) 단백질은 [4Fe-4S] 집합체의 산소감지성은 대기 중의 산소농도를 직접 감지하여 조절하는 역할을 한다.

○ FNR의 입체적인 [4Fe-4S] 집합체와 평면적인 [2Fe-2S] 집합체는 모두 같은 위치의 cysteine과 결합하는 것으로 보이는데, 두 가지 집합체에 맞는 기하학적인 배열은 아주 다르다. 입체적인 집합체에서 평면적인 집합체로 변형될 때 큰 힘이 생기는데 이 힘이 의해 활성형인 dimer FNR가 비활성형인 monomer FNR로 되는 시초가 된다.

○ 또 집합체변환반응은 산소를 감지할 뿐만 아니라 초과산화물(superoxide)이 산소로 되는 산소환원반응의 처음 생성물이 재순환되면서 신호를 증폭시킨다. 이 반응은 초과산화물 불균등화효소(dismutase)의 작용과 산소와 과산화수소를 생성하는 FNR에 내재된 불균등화효소 활성들과 과산화수소를 산소와 물로 전환시키는 catalase의 작용에 의해 초과산화물이 산소로 전환되는 과정을 통해 일어날 수 있다. 그래서 단지 한 개의 산소분자에 의해 4개의 FNR [4Fe-4S] 집합체가 해체됨으로써 집합체는 매우 민감한 스위치 역할을 한다.

저자

Jeffrey Green et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2009

권(호)

12

잡지명

Current Opinion in Microbiology

과학기술
표준분류

바이오

페이지

145~151

분석자

장*용

분석물

• 세균의 산소감지기.pdf [435,793 byte]

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