| 저자(한글) |
ZHANG, Zhou-gang,SONG, Ya-jian,JIANG, Kai,XUE, Yan-fen,MA, Yan-he |
| 초록 |
호알칼리성 바실루스(alkaliphilichemicellulolytic bacterium) N16-5는 본 실험실에서 네이멍구 우두나오호(Lake Wudunao in Inner Mongolia) 퇴적물로부터 분리해낸 호알칼리성균으로, 풍부한 다당 가수분해효소를 함유하고 있으며 광범위한 단당과 다당을 이용할 수 있다. 본 실험실은 전사체에 관한 전기 연구에서 유전체에 하나의 21 kb의 자일란(xylan) 이용 관련 유전자 집단이 존재하며, 이에 xynEFG 유전자 집단에 의해 코딩된 ABC 수송 단백질이 포함된다는 것을 발견하였다. 【목적】생물정보학적 분석을 통하여 xynE 코딩 수송 단백질의 기저물 결합 단백질을 예측하였으며, xynE 유전자를 녹아웃하여 xynE가 균주 N16-5의 자일란 이용에 미치는 영향을 연구하였다. 【방법】온도 민감형 벡터 pNNB194에 의해 유도된 상동성 교환 재조합 기법을 이용하여 xynE 유전자가 녹아웃된 균주 N16-5(ΔxynE)를 구축한 후, 유전자 보완을 통하여 녹아웃 균주의 표현형을 검증하였다. 자일란 배지에서의 균주의 생장 상태 및 배지 내 환원당 함량의 변화를 검출하여 xynE 유전자가 균주의 자일란 이용에 미치는 영향을 분석하였다. HPLC 검출을 통하여 다양한 배양 시간 포인트에 따른 자일란 배지의 구성을 분석하였으며, 자일로오스(xylose)를 유일한 탄소원으로 하는 배지에서의 결실형 균주와 야생형 균주의 생장 상태를 결합하여 XynE가 속하는 ABC 수송 단백질의 기질 특이성을 분석하였다. 【결과】야생형 균주에 비해, 결실형 균주 N16-5(ΔxynE)의 자일란 배지 내 생장 곡선 로그기가 뚜렷하게 지연되었으며, 최대 바이오매스가 약간 낮았으며, 배양과정에 뚜렷한 환원당 축적 및 소모과정이 나타났다. 보완 균주는 야생형의 표현형을 회복하였으며, 최대 바이오매스는 야생형에 비해 약간 높았다. HPLC 검출 분석 결과, 야생형 균주에 비해, 결실형 균주의 배양과정 중의 기질 소모 속도가 비교적 느렸고 16시간 후에 뚜렷한 xylotetraose, 자일로트리오스(xylotriose), 자이로비오스(xylobiose) 축적현상이 나타났으며, 60시간 후에 여전히 대량의 자이로비오스가 존재하였다. 자일로오스 배지에서 배양하였을 때, 결실형 균주와 야생형 균주의 생장 추세는 비교적 일치하였다. 【결론】XynE 단백질 특이성 결합 자일로올리고당 및 이에 속하는 ABC 수송 단백질은 호알칼리성 바실루스 N16-5의 자일란 분해 및 이용과정에 중요한 역할을 하였다. |
