Rhodobacter sphaeroides에 의한 ${\delta}-aminolevulinic{\;}acid$생산에 있어서 glutamic acid 및 감마 유도체의 영향

Effect of glutamic acid and its ${\gamma}-derivatives$ on the production of ${\delta}-aminolevulinic{\;}acid$ by Rhodobacter sphaeroides

  • 최경민 (고려대학교 생물공학과) ;
  • 임왕진 (고려대학교 생물공학연구소) ;
  • 황세영 (고려대학교 생물공학과)
  • 발행 : 1993.06.30

초록

Rhodobacter sphaeroides 균주가 생산하는 ${\delta}-aminolevulinic\;acid(ALA)$의 생산성에 관하여 in vivo, in vitro 상에서 기질 및 관련 화합물을 이용하여 검토하였다. $C_5\;ALA$ 생합성계에 의한 ALA yield 대비의 $C_4$ 생합성계에 의한 비율은 in vive 상에서 0.78인 반면, in vitro 상에서의 비율은 1.37이었다.$C_4\;C_5$ 각 계의 기질 첨가 배양에 의한 cell-free system의 $C_4,\;C_5$ 계의 발현도는 미첨가 배양에 의한 system과 비교하여 각각 1.35, 1.52로 증가하였으나, 증가한 계에 대한 상대계의 발현도가 억제되어, $C_4$$C_5$ 계가 각각 0.91, 0.83으로 나타났다. ${\gamma}-Glutamyl\;derivatives$의 세포내 uptake rates는 L-glutamic acid를 기준으로 비교해서 D-glutamic acid, 0.55: D-glutamine, 0.5: L-glutamine, 0.4: ${\gamma}-L-glutamyl\;ethylester$, 0.3: GSH 및 Glu-pNA, 0의 순서를 보였다. Uptake rate와 관계없이 in vivo 상에서 L-과 D-glutamine이 L-, D-glutamic acid보다 균체 외 ALA의 생산에 있어서 각각 높은 yield의 효과를 보였다.

The effect of ${\delta}-aminolevulinic\;acid$ (ALA) biosynthetic precursors and related compounds on the ALA productivity from a strain of Rhodobacter sphaeroides has been examined in vivo and in vitro systems. The relative ratios of ALA productivities by $C_{4}$- pathway to that by $C_{5}$-pathway in vivo and in vitro systems were 0.78 and 1.37, respectively. Although the expression rates of $C_{4}-$ and $C_{5}-pathways$ in cell-free systems prepared after precursors supplemented cultivations were increased 1.35 and 1.52 folds, respectively, the rate increase of $C_{4}-pathway$ was accompanied by the rate decrease of the $C_{5}-pathways$, and vice versa, as that the rates of both $C_{4}-$ and $C_{5}-pathways$ were lowered to be 0.91, 0.83, respectively. The order of cellular uptake rates of ${\gamma}-glutamyl$ derivatives relative to that found with L-glutamic acid were shown to be D-glutamic acid, 0.55: D-glutamine, 0.5: L-glutamine, 0.4: ${\gamma}-L-glutamyl$ ethylester, 0.3: GSH and Glu-pNA, 0. L and D configurations of glutamine were indicated as better substrates in vivo for ALA yields than those of glutamic acid, respectively.

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