이 논문에서는 대사공학에의 응용에 필수적이며 또한 그 자체의 기술이 학문적으로 상당히 관심을 끄는 C. acetobutylicum에서의 primary metabolic gene cloning에 대하여 정리해 보고자 한다. 우선 C. acetobutylicum의 primary metabolism과 일반적인 대사 조절에 대하여 간략히 살펴보고 이에 관여한 효소들과 gene cloning에 대하여 기술하고자 한다.

퇴비화는 유기물이 생물의 작용에 의해 분해되면서 보다 안정화된 형태로 변형되어 가는 과정으로 여러가지 환경요인에 의해 영향을 받는다. 본 논문에서는 유기물의 퇴비화 과정에 영향을 주는 요인을 토양 생화학적 및 미생물학적 측면으로 분석하여 퇴비화 공정설계에 있어 분해원리의 이해에 도움을 주고자 하며, 퇴비화 후 최종적인 사용, 즉 농업적 이용 가능성에 대해서도 간략하게 기술하고자 한다.

The general characteristics of campylobacters and related organisms (e.g., species of the genera Helicobacter and Wolinella, Bacteroides ureolyticus, and Bacteroides gracilis) are as follows: slender, non-sporeforming, gram-negative, vibroid bacteria (helical- or spiral- shpaed; except that B. ureolyticus and B. gracilis are straight-rod), 0.2-0.5 .mu.m in width and 0.5 .mu.m in length. (Smibert, 1984; Penner, 1988). The species of genus Campylobacter and related organisms are chemoorganotrophs; however, they neither oxidize nor ferment carbohydrates and instead obtain energy from amino acids, the salts of tricarboxylic acids (TCA) cycle intermediates, the salts of organic acids, or, in some species, H$\_$2/. With regard to their oxygen responses for growth, they all are microaeophilic i.e., they are capable of oxygen-dependent growth (respiring with oxygen as a terminal electron acceptor) but can not grow in the presence of a level of oxygen equivalent to that present in an air atmosphere (21% oxygen). This review will take interests in how these microorganisms response to oxygen for growth and what repiratory types they have.

방선균은 자연계에 널리 분포하고 있고 학문적으로 흥미롭거나 상업적으로 유용한 경우도 많이 알려져 있으나 실제 자연계에 있어서의 자세한 분포 및 역할은 아직 잘 알려져 있지 않은 경우가 많다. 적절한 균 분리원의 선택 및 이로부터의 신규 또는 유용한 방선균만을 효율적으로 분리하는 방법은 아직까지 논의의 여지가 있지만 자연계에는 아직 미지으 유용한 방선균이 많이 존재함에는 이의가 없다. 따라서 목적을 가지고 방선균을 효율적으로 분리하고 이용하는 기술이 향상되면 스크리닝은 성공적이 될 것이다. 이를 위해 본 고에서는 이에 필요한 적절한 균 분리원의 선정, 시료의 전처리, 적절한 배지 등의 선정, 배양조건의 검토 및 효율적인 균 선별 등에 대하여 간략하게 검토하였으며 차후 보다 기본적인 생태학적인 조사 및 분자생물학적인 연구 지원을 통하여 이 분야의 연구는 더욱 발전하리라 보여진다.

본고에서는 현재 산업적으로 중요한 유용물질을 생성하는 방선균의 종류에 대하여 간략히 살펴보고 아울러 산업적으로 중요한 방선균을 자연계로부터 선별 분리하는 방법에 대하여 간단히 설명하고자 한다.

최근들어 새로운 항생물질을 발견하기 위한 연구 동향은 크게 세가지로 대별된다. 첫째는 Streptomyces 속을 제외한 희귀 방선균류를 분리하거나 해양 미생물과 버섯류 및 곰팡이를 대상으로 하여 새로운 항생 물질의 발견 가능성을 증대시키려는 것과 둘째는 기존의 무작위 탐색방법을 탈피하고 보다 선택적이고 특이적인 목표 지향적인 탐색(target directed screening)을 통해 선별적인 탐색을 행하고 셋째는 유전자 조작을 통해 hybrid 항생물질을 생산하기 위한 여러 시도로 나눌수 있다. 한편 방선균의 가장 중요한 경제적인 측면은 항생물질 생산이라고 일컬어지고 있으나 방선균은 항생물질 이외에도 다른 상업적인 제품의 공급원이 되고 있으며, 어떤 방선균들은 한 종류 이상의 항생물질을 생산하기 때문에 새로운 발효기술을 응용하면 새로운 물질을 발견하는데 매우 커다란 도움을 줄 것으로 생각된다.

방선균에서 항생물질을 발효 생산하기 위해서는 이와 관련된 방선균의 생리학적 및 생화학적 특성을 고찰해 볼 필요가 있다. 우선, 항생물질은 방선균의 2차 대사산물로써 이의 생산은 미생물의 성장과는 거의 연계되어 있지 않다. 즉, 방선균의 발효 과정을 살펴보면, 일반적으로 균체가 성장하는 증식 단계(trophophase)와 항생물질이 생산되는 발효 단계(idiophase)로 구분할 수 있다(2). 다시 말해서, 항생물질과 같은 2차 대사산물은 균체의 성장이 어느 정도 완료되어진 이후에 생합성되어지기 시작하며, 이는 방선균의 생활 주기상의 분화과정과도 밀접한 관계를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 또 하나의 특징은 한 종류의 방선균으로부터 유사한 화학적 골격을 지닌 여러 종의 항생물질들이 동시에 생산되어지는 경우가 많으며, 외부 환경에 따라 그 생산량이 크게 영향을 받는다는 사실이다. 따라서 방선균에서 목적하는 항생물질만을 과량생산하기 위해서는 배지의 조성을 비롯하여 pH, 발효온도, 통기, 점도 등 여러가지 발효 조건들을 잘 조절해 주어야 한다. 이러한 관점에서 방선균을 이용한 항생물질 발효에 있어서 그 생산량을 증대시키기 위해 고려해 주어야 할 사항들을 고찰해 보기로 한다.

최근 Okamoto등(18)이 처음으로 VB receptor 유전자인 vbr A의 cloning 및 vbr A의 E. coli 유래의 필수 유전자인 Nus G와의 높은 상동성(36%)으로부터 전사, 번역기구의 필수 유전자로서 가능성의 보고와, Miyake등(19)은 A-factor receptor의 repressor로서의 기능을 보고함에 따라 이들 자기조절인자의 항생물질등 2차 대사산물의 생합성에 있어서 signal전달에 따른 전사조절의 switch on-off 기구 연구에 박차를 가하에 되었으며 본고에서는 VB를 중심으로한 유도인자의 기능면 및 응용면을 소개하고자 한다.

본 논문에서는 항생제의 생합성 및 내성 유전자에 대한 연구가 산업적으로 이용될 수 있는 길을 제시하기 위하여 첫째로는 이들 유전자를 이용하여 기존 항생제의 생산성을 높일 수 있는 방법과 둘째로는 항생제 생합성 유전자들을 이용한 새로운 물질의 창출에 대한 연구를 중심으로 살펴보고자 한다.