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Al 독성에 대사평형작용을 조절하는 Pseudomonas fluorescens

전문가 제언: ○ 환경독소 알루미늄은 철 항상성을 동요시켜 세포기능을 교란시키는 것으로 알려져 있지만 Fe는 TCA(tricarboxylic acid) 사이클과 산화인산화반응과 같은 대사과정에 필수이고 이 두 중심 네트워크는 호기성 생활 중 ATP 생산을 중재한다.

○ 우리가 주목해야 하는 것은 Al이 일상생활에 널리 쓰이고 있음에도 불구하고 동식물 기능의 어디에도 연루된 것이 아직까지 밝혀진 바 없고 생물에서는 유해한 작용을 하여 독성물질로 분류되고 있다는 점이다.

○ Al 독성으로 유도된 난해한 문제를 해결하기 위해 Al 스트레스로 촉발된 효과가 없는 aconitase 효소와 직면하였을 때 대사 구연산에 의존하는 Pseudomonas fluorescens의 이소구연산 탈수소효소-NADP와 이소구연산 분해효소를 이용한 점은 시사하는 바가 크다.

○ 그 결과 미생물은 Fe 수화효소가 없는 상태에서도 fumarase C를 발동하여 필수 대사산물을 발생할 수 있었으며 복합체 I, II, IV와 같은 심각한 효소감소를 보상하기 위해 미생물은 H2O를 발생하는 NADH 산화효소를 상향 조절하여 구연산염을 대사하였고 TCA 사이클을 변화시켜 단일 탄소소스를 해결하였다.

○ 산소부재에서 미생물은 succinyl-CoA 합성효소를 과다하게 발현시켜 인산화반응의 기질수준에 따라 효과적인 ATP 생산루트를 제공하였다.

○ 이상과 같은 대사균형은 Al 환경에서 촉발된 Fe 바이오이용성 결핍에도 P. fluorescens가 생존할 수 있어 각종 폐기물 처리나 기타 유해물질 감축 등에 다양한 미생물을 이용한 최첨단 바이오기술이 널리 보급되길 기대한다.

저자: J. Lemire et al.
자료유형: 학술정보