[학위논문]전통장류 유래 γ-aminobutyric acid (GABA) 고 생산 효모의 분리 및 이를 이용한 GABA 생성 최적조건 : Study on a gamma-aminobutyric acid (GABA) producing yeast isolated from Korean fermented soybean product, meju and optimal condition for GABA synthesis원문보기
본 연구에서는 전통장류 (메주) 유래 γ-aminobutyric acid (GABA) 고 생산 효모를 분리하고 이를 이용한 GABA 생성 최적 조건을 확립하기 위하여, 메주로부터 총 644개의 균주를 수집하였다. 수집된 효모 균주는 전세포 반응 (whole-cell reaction)을 통해 GABA 생성반응을 유도하였다. TLC를 이용한 ...
본 연구에서는 전통장류 (메주) 유래 γ-aminobutyric acid (GABA) 고 생산 효모를 분리하고 이를 이용한 GABA 생성 최적 조건을 확립하기 위하여, 메주로부터 총 644개의 균주를 수집하였다. 수집된 효모 균주는 전세포 반응 (whole-cell reaction)을 통해 GABA 생성반응을 유도하였다. TLC를 이용한 정성분석 결과, 103개의 균주에서 GABA 생성능을 확인하였으며, 최종적으로 HPLC/ELSD를 이용한 정량분석을 통해 GABA 고 생성 효모 10 균주를 최종적으로 선발하였다. 이후 선발된 GABA 고 생산 균주의 동정을 위하여 FE-SEM을 통한 외형적인 형태를 관찰한 결과 효모의 전형적인 세포형태인 구형과 출아법에 의한 출아흔이 관찰되었으며, 일반 세균에 비해서 크기가 1.5배 에서 3배 정도로 큰 것을 확인하였다. 생화학적 분석 결과 선발된 10 균주는 2가지 대사 패턴으로 분류되었으며, 탄소원 대사패턴을 기초로 한 동정결과, JBCC 409, 440, 540, 544, 555 균주는 Rhodotorula mucilaginosa 와 99-100%의 높은 유사성을 보였고, JBCC 541, 564, 578, 585, 588 균주는 Candida guilliermondii 와 85-97%의 비교적 낮은 유사성을 보였다. 분리균주의 명확한 동정을 위하여 분자생물학적 분석방법을 이용하여 효모의 26S rRNA 및 IGS 영역의 염기서열을 분석한 결과, JBCC 409, 440, 540, 544, 555 균주는 R. mucilaginosa 와 99-100%의 상동성을 보였으며, JBCC 541, 564, 578, 585, 588 균주는 Debaryomyces hansenii 와 99-100% 상동성을 나타내는 것으로 확인되었다. GABA 생성량을 분석한 결과, 동정된 GABA 고 생산 효모 10 균주 중에서 D. hansenii JBCC 541 효모는 가장 높은 extracellular GABA 생성량를 보였다. GABA 합성의 최적조건 및 합성능을 확인하기 위하여 탄소원의 종류, 포도당 농도, monosodium glutamate (MSG)의 농도, 세포 농도, 반응온도, 보효소 농도를 선별된 D. hansenii JBCC 541 효모를 이용하여 검토한 결과, 1%의 포도당, 1%의 MSG, 20%의 균체와 1 mM 의 PLP가 함유된 기질액을 37oC에서 72시간 동안 반응시켰을 경우, 최대 7.55 g/L의 GABA가 합성됨을 확인하였다. D. hansenii JBCC 541 효모가 생성하는 GABA 생산량은 현재까지 알려진 해양으로부터 분리된 효모 Pichia anomala MR-1 균주보다 2.4배 높았으며, 키위의 표면에서 분리된 Saccharomyces cerevisiae MJ2 균주보다 1.3배 높았다.
본 연구에서는 전통장류 (메주) 유래 γ-aminobutyric acid (GABA) 고 생산 효모를 분리하고 이를 이용한 GABA 생성 최적 조건을 확립하기 위하여, 메주로부터 총 644개의 균주를 수집하였다. 수집된 효모 균주는 전세포 반응 (whole-cell reaction)을 통해 GABA 생성반응을 유도하였다. TLC를 이용한 정성분석 결과, 103개의 균주에서 GABA 생성능을 확인하였으며, 최종적으로 HPLC/ELSD를 이용한 정량분석을 통해 GABA 고 생성 효모 10 균주를 최종적으로 선발하였다. 이후 선발된 GABA 고 생산 균주의 동정을 위하여 FE-SEM을 통한 외형적인 형태를 관찰한 결과 효모의 전형적인 세포형태인 구형과 출아법에 의한 출아흔이 관찰되었으며, 일반 세균에 비해서 크기가 1.5배 에서 3배 정도로 큰 것을 확인하였다. 생화학적 분석 결과 선발된 10 균주는 2가지 대사 패턴으로 분류되었으며, 탄소원 대사패턴을 기초로 한 동정결과, JBCC 409, 440, 540, 544, 555 균주는 Rhodotorula mucilaginosa 와 99-100%의 높은 유사성을 보였고, JBCC 541, 564, 578, 585, 588 균주는 Candida guilliermondii 와 85-97%의 비교적 낮은 유사성을 보였다. 분리균주의 명확한 동정을 위하여 분자생물학적 분석방법을 이용하여 효모의 26S rRNA 및 IGS 영역의 염기서열을 분석한 결과, JBCC 409, 440, 540, 544, 555 균주는 R. mucilaginosa 와 99-100%의 상동성을 보였으며, JBCC 541, 564, 578, 585, 588 균주는 Debaryomyces hansenii 와 99-100% 상동성을 나타내는 것으로 확인되었다. GABA 생성량을 분석한 결과, 동정된 GABA 고 생산 효모 10 균주 중에서 D. hansenii JBCC 541 효모는 가장 높은 extracellular GABA 생성량를 보였다. GABA 합성의 최적조건 및 합성능을 확인하기 위하여 탄소원의 종류, 포도당 농도, monosodium glutamate (MSG)의 농도, 세포 농도, 반응온도, 보효소 농도를 선별된 D. hansenii JBCC 541 효모를 이용하여 검토한 결과, 1%의 포도당, 1%의 MSG, 20%의 균체와 1 mM 의 PLP가 함유된 기질액을 37oC에서 72시간 동안 반응시켰을 경우, 최대 7.55 g/L의 GABA가 합성됨을 확인하였다. D. hansenii JBCC 541 효모가 생성하는 GABA 생산량은 현재까지 알려진 해양으로부터 분리된 효모 Pichia anomala MR-1 균주보다 2.4배 높았으며, 키위의 표면에서 분리된 Saccharomyces cerevisiae MJ2 균주보다 1.3배 높았다.
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