Serratia marcescens에서 글리옥실산이 Prodigiosin 생합성에 미치는 연구

Studies on the Effect of Glyoxylate on the Biosynthesis of Prodigiosin in Serratia marcescens

최소 배지에 여러 아미노산과 대사 산물을 첨가하여 혐기성 조건하에서 배양시킨 Serratia marcescens ATCC 25419 세포 추출무에서 prodigiosin의 생합성을 조사한 결과 아미노산과 대사 산물들은 prodigiosin 생합성을 대조군보다 50-80% 정도 감소시켰다. 글리옥실산은 1-3mM에서 prodigiosin의 생합성을 대조군보다 20-40% 정도 증가시켰고, 특히 5mM의 농도에서는 최대 122% 증가시켰으나, 20-30mM에서 prodigiosin의 생합성을 50-90% 정도 감소시켰다. 한편, 혐기성과 호기성 조건의 피루브산과 $\alpha$-케토부티르산은 호기성 조건의 글리옥실산과 함께 조사한 모든 농도(0.5-30mM)에서 prodigiosin이 생성되지 않았으며 또한, 혐기성 조건하에서 높은 농도(20mM 이상)의 글리옥실산은 S. marcescens의 성장을 현저하게 억제시켰다. 이러한 결과들로부터 글리옥실산은 피루브산과 $\alpha$-케토부티르산과는 다르게 낮은 농도(1-5mM)에서는 S. marcescens의 1, 2차 대사물질로 작용하여 prodigiosin 생합성을 증가시키지만, 높은 온도(20mM 이상)에서는 S. marcescens의 성장을 억제시켜 2차 대사물질인 prodigiosin의 생합성도 억제된다고 사료된다.

The effects of amino acids and metabolites in growth media on the biosynthesis of prodigiosin from Serratia marcescens ATCC 25419 were examined. The prodigiosin synthesis was decreased approximately by 50 to 80% by several amino acids and metabolites tested. The prodigiosin synthesis was increased approximately by 20 to 40% by a low concentration of glyoxylate(1 to 3mM) and outstandingly increased by 122% at 5mM concentration under anaerobic condition. However, the prodigiosin synthesis was decreased approximately by 50 to 90% at a high concentration(20 to 30mM) under anaerobic condition. The prodigiosin was not synthesized by pyruvate and $\alpha$-ketobutyrate under aerobic and anaerobic condition, with addition to glyoxylate under aerobic condition, among the range from 0.5 to 30mM, while the cell growth under anaerobic condition was decreased distinctly by a high concentration(20mM above) of glyoxylate. These data suggest that the growth and prodigiosin of S. marcescens is positively regulated by a low concentration of glyoxylate (1-5mM), but repressed by a high concentration of glyoxylate(20mM above) unlike pyruvate and $\alpha$-ketobutyrate.