Analysis of Acid Stress Response in Streptococcus mutans KCTC 3065

산에 대한 Streptococcus mutans KCTC 3065의 스트레스 반응에 관한 연구

Dental caries is initiated by the acid accumulated in dental plaque. Streptococcus mutans, one of a major causal agents of dental caries, is component of the dental plaque and produces various organic acids such as lactic acid as the end-product of glycolysis. As a consequence, we investigated the acid stress response of S. mutans KCTC 3065 in this study. The addition of lactic acid to the growth media had a concentration-dependent effect on the growth of S. mutans. S. mutans exhibited higher maximum culture OD compared with the more acidic growth pH values. At treatment of centration of 20 mmol/L lactic acid in the mid-log phage, cell growth was reduced to 40% relative to the control. The following results were obtained with the treatment of cells with a concentration of 20 mmol/L lactic acid in the mid-log phage for 2hrs: Analysis of fatty acids extracted from cells showed that growth at a concentration of 20 mmol/L lactic acid resulted in changes in $C_{14:0}$, $C_{16:0}$, $C_{18:0}$ and $C_{18:1}$ fatty acids. Protein profiles investigated by SDS-PAGE showed that approximately 70, 60, 45, 40 and 23 kDa proteins were highly expressed in S. mutans KCTC 3065.

본 실험에서는 S. mutans KCTC 3065을 이용하여 lactic acid를 첨가하였을 때 일어나는 스트레스 반응을 살펴보고자 하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 배지에 lactic acid를 농도별로 첨가하여 농도에 따른 생육저해현상을 조사한 결과, 배 지에 첨가 된 lactic acid의 함량에 비례하여 S. mutans의 성장이 완만해지며, 지수증식기일 때 lactic acid를 첨가 하였을 경우 유도기일 때 lactic acid를 첨가한 경우보다 균의 성장이 활발한 것을 알 수 있었다. 2. 대수증식기의 균주를 취하여 0, 60, 70, 80 mM 농도의 lactic acid를 처리한 후 colony의 생성으로 균주의 생존유무를 관찰한 결과, 70 mM의 농도로 lactic acid를 처 리하고 90분후부터는 colony의 밀도가 급격히 낮아지며생존에 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었으며, lactic acid의 농도가 80 mM이상 에서는 생존이 거의 불가능한 것으로 나타났다. 3. Acid stress 동안에 지방산 조성의 변화를 관찰한 결과, $C_{18:1}$은 30.92%에서 33.89%로 증가하였으며 $C_{14:0}$은 5.02%에서 2.62%로 $C_{16:0}$은 39.16%에서 33.69%로 감소하였다. 4. Acid stress 동안에 단백질 패턴의 변화를 관찰한 결과, 약 70 kDa, 60 kDa, 45 kDa, 40 kDa 그리고 23 kDa의 단 백질 발현이 증가되는 것을 볼 수 있었다.