• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.349-361
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• 2010

본 총설에서는 아미노산의 공업적 생산균인 Corynebacterium glutamicum의 탄소 대사 및 이와 관련된 총체적 조절 메커니즘에 대한 최근의 연구를 정리하였다. C. glutamicum의 산업적 발효을 위한 기질로서 사용되는 당밀은 주로 sucrose, glucose, fructose로 이루어져 있으며, 이들 당은 phosphotransferase system을 통해서 수송된다. C. glutamicum의 탄소 대사 특징은 glucose가 다른 당이나 유기산 등과 함께 존재할 때, glucose와 이러한 탄소원 들을 동시에 대사한다. 그러나 glucose/glutamate 혹은 glucose/ethanol 등의 혼합물에서 는 탄소원의 순차적 이용으로 인해 나타나는 diauxic growth 현상을 나타내며, 이러한 carbon catabolite repression(CCR) 현상은 E. coli나 B. subtilis 등에서 알려진 것과는 다른 독특한 분자적 메커니즘과 조절 circuits을 가지고 있음이 밝혀지고 있다. C. glutamicum의 CRP homologue인 GlxR은 acetate 대사를 포함하여 glycolysis, gluconeogenesis 및 TCA cycle 등을 포함하는 중심탄소대사 조절 뿐만 아니라, 다양한 세포 기능의 조절에 관여하는 총체적 조절 단백질로서의 역할이 제시되고 있다. C. glutamicum의 adenylate cyclase(AC)는 막과 결합된 class IIIAC 로서, 막 단백질의 특성상 아직 규명되어 있지 않은 세포 외부의 환경 변화에 대응하여 세포 내의 cAMP합성 수준을 조절할 수 있는 sensor로 추정할 수 있다. 특히 C. glutamicum의 경우 배지내 glucose 를 비롯한 탄소원과 cAMP 농도와의 관련성이 E. coli에서 알려진 교과서적 지식과는 상반되게 변화하는 경향을 보이고 있어, cAMP signaling에 의한 세포 내 regulatory network 등은 향후 풀어야 할 의문으로 남아있다. 탄소대사 조절의 최상위에 존재하며 global 조절자인 GlxRcAMP 복합체 이외에도 차상위 전사조절 단백질로서 RamB, RamA, SugR 등이 존재하여 다양한 탄소대사를 조절한다. 최근 들어서는 새로운 탄소원으로서 대두되고 있는 biomass 관련 기질들을 이용할 수 있는 C. glutamucum 균주 구축을 통하여 이용 기질의 범위를 확대시키고자 하는 연구 및 탄소 대사와 관련하여 L-lysine의 발효 수율 혹은 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 분자적 균주 육종 연구 등이 수행되고 있다.

• 생명과학회지
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• 제28권9호
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• pp.1048-1055
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• 2018

본 연구에서는 달맞이꽃 종자 물, 에탄올, 메탄올 및 70% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화, 신경세포 손상 억제, 항암, 대식세포 면역조절 활성 및 에 대하여 비교하였다. 달맞이꽃 종자 추출물 중 메탄올 추출물에서 각각 31.90 mg GAE/g 및 20.66 mg QE/g의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 나타내었으며 나머지 추출물과 비교하여 가장 활성이 높았다. 라디칼 소거능 및 환원력 활성은 달맞이꽃 종자 추출물의 처리에 따라 농도의존적으로 증가하였다. 또한 물, 에탄올 및 메탄올 추출물을 $25-100{\mu}g/ml$의 농도로 전처리 하였을 때 글루탐산에 의해 유도되는 신경세포 손상 효과를 감소시키는 것으로 확인되었다. 암세포의 경우 메탄올 추출물이 간암, 폐암, 유방암 및 흑색종 피부암의 세포 생존율을 효과적으로 감소시켜 낮은 $IC_{50}$ 값을 보였으며 대장암과 전립선암에서는 물 추출물과 에탄올 추출물이 가장 낮은 $IC_{50}$ 값을 나타내었다. 또한, 달맞이꽃 종자 70% 에탄올 추출물은 RAW 264.7 마우스 대식세포의 생존율에 영향을 미치지 않는 농도에서 유의적으로 산화질소(nitric oxide, NO)의 생성을 통해 대식세포의 면역활성을 유도하였다. 따라서, 달맞이꽃 종자 추출물은 풍부한 폴리페놀 함량과 다양한 생리활성 효능을 나타내며 이를 통해 달맞이꽃 종자 추출물을 기능성 식품 원료 및 천연물 의약품으로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.