[논문]유기용매 내성 세균과 이용가능성

주우홍

doi:10.5352/jls.2015.25.12.1458

유기용매 내성 세균과 이용가능성
Solvent Tolerant Bacteria and Their Potential Use 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.25 no.12 = no.188, 2015년, pp.1458 - 1469

초록
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유기용매 내성 세균의 첫 분리 보고 이후 다수의 유기용매 내성 세균들이 토양 폐수 심지어 심해 등 모든 환경에서 분리 보고되고 있다. 대부분의 유기용매 내성 세균은 그람음성세균으로 이는 그람음성 세균이 그람양성 세균 보다 유전적으로 더 내성을 보이기 때문이다. 유기용매 내성 기전은 유기용매 내성 그람음성 세균을 주로 사용하여 집중적으로 구명되어왔다. 유기용매 내성 그람양성 세균의 유기용매 내성 기전은 비교적 최근 연구에서 발견되고 있다. 유기용매는 용매에 따라 다른 독성을 보이며 유기용매 내성세균의 유기용매 내성 수준은 종과 균주에 의존적으로 매우 변화가 심하다. 그러므로 유기용매 내성세균은 다양한 변인과 다유전자에 의한 적응 전략에 의하여 용매독성과 싸우며 용매 스트레스에 적응할 수 있다. 그들은 세포형태 및 세포 행동에서의 변화, 세포표층의 수식, 세포막 적응, 용매 배출 펌프, 샤페론 그리고 항산화 반응 등의 기전을 통하여 유기용매의 과량의 농도에서도 생존할 수 있다. 본 총설에서는 대표적인 유기용매 내성 세균, 유기용매 내성 세균에서의 유기용매에의 적응 및 내성 전략들 나아가 그들의 산업적 및 환경공학적인 잠재적인 영향에 대하여 개관하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Many organic solvent-tolerant bacteria have been isolated from all environments such as soil, waste-water, even deep sea after first isolation report of organic solvent-tolerant bacterium. Most organic solvent- tolerant isolates have been determined to be Gram-negative bacteria, because Gram-negative bacteria have inherent tolerance property toward hostile organic solvents more than Gram-positive bacteria. The mechanisms of organic solvent tolerance have been elucidated extensively using mainly organic solvent-tolerant Gram-negative bacteria. The solvent-tolerance mechanisms in Gram-positive bacteria can be found in comparatively recent research. Organic solvents exhibited different toxicity depending on the solvent, and the tolerance levels of organic solvent-tolerant bacteria toward organic solvents were also highly changeable among species and strains. Therefore, organic solvent-tolerant bacteria could coped with solvent toxicity and adapted to solvent stress through the multifactorial and multigenic adaptative strategies. They could be survived even in the hyper concentrations of organic solvents by mechanisms which include: changes in cell morphology and cell behaviour, cell surface modifications, cell membrane adaptations, solvent excretion pumps, chaperones and anti-oxidative response. The aim of this work is to review the representative solvent tolerant bacteria and the adaptative and tolerance strategies toward organic solvents in organic solvent-tolerant bacteria, and their potential industrial and environmental impact.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 총설에서는 극한생물 중에서 유기용매 내성 세균에 초점을 맞추어 고찰하고자 한다.
유기용매 내성 세균의 이용에 관하여는 de Bont의 리뷰, Sardessai 등의 총설 그리고 Torres 등의 총설에서 잘 정리되어 보고되고 있으므로[19, 72, 79], 본 총설에서는 이를 기초로 하여 최근 이용 현황 부분 그리고 일부 누락된 부분을 첨가하여 보고하고자 한다. 물에 불용성인 지질친화적인 물질을 이용한 생물변환반응에는 물질의 최대 용해가 수율을 결정하는 주요인이 되고 있기 때문에 two-liquid water-solvent 시스템을 사용하는 경우가 많다.

성능/효과

새로운 극한생물로 주목을 받고 있다[31]. 분리 균주인 Pseudomonas putida IH-2000는 고농도의 유기용매 즉 cyclo- hexane, xylene, toluene 나아가 heptanol의 존재 하에서도 생존 가능함이 알려졌다. 이후 다수의 연구자들에 의하여 유기용매 내성세균을 분리하는 시도가 지속적으로 이루어져 다수의 유기용매 내성세균이 분리되고 있다.
그러므로 유기용매 내성 세균에 대한 tetrazolium violet 비색방법으로 정확한 판정이 필요하며 유기용매 내성 세균은 엄밀하고 정확히 정의되어야 한다. 유기용매 내성 세균의 유기용매 내성 기작은 그람음성 유기용매 내성 세균을 위주로 검토되었고 이어 분리된 그람양성 유기용매 내성 세균에 대해서도 일반적인 유기용매 내성 기전이 검증되었다. 유기용매 내성 세균의 유기용매 내성 기전에는 균주 특이성이 크게 관여하고 있는 것으로 밝혀지고 있으므로 많은 그람음성 세균 및 그람양성 세균을 대상으로 유기용매 내성 기전에 대한 다양한 생리학 및 분자 생물학적 연구가 요구되고 있다.
aeruginosa PST-01 균주는 유기용매 내성 단백질 분해효소를 찾는 과정에서 분리된 균주로 cyclo- hexane, xylene 및 1-octanol에 대하여 내성을 보이는 것으로 확인되었다[55]. 유기용매 내성 효소를 생산하는 일반 세균들과 진균류들에 대한 보고가 다수 있으나 이들의 유기용매 내성 유무는 모두 조사되어 있지 않으므로 이들 균주들 중에는 유기용매 내성을 나타내는 균주도 다수 포함되어 있을 것으로 생각되며, 또한 각종 환경인자에 대하여 강한 내성을 보이는 archaea, 고온성 세균 그리고 호염성 세균 등도 일부 유기용매에 대하여 교차 내성을 보일 것으로 추정된다. 그러므로 고농도와 고독성 유기용매에서 생존가능한 균주에 국한하여 유기용매 내성 미생물이라 정리함이 타당하다.

후속연구

erythropolis DCL14도 에탄올 같은 짧은 알코올의 존재시에서는 세포막 유동성을 증가하는 것으로 확인되었다[18]. 그러므로 세포막 유동성에 의한 유기용매 내성 기전은 보다 심층적인 연구가 요구되며, 이러한 내성 기전은 유기용매와 세균의 생리적 특성을 함께 고려하여 판단하여야 할 것 이다. P.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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