Ornithine을 생성하는 Bifidobacterium longum KCTC 5734균의 특성연구
저자
발행사항
춘천 : 강원대학교 산업과학대학원, 2015
학위논문사항
학위논문(석사)-- 강원대학교 산업과학대학원 : 식품영양학과 2015. 2
발행연도
2015
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
강원특별자치도
형태사항
71 p. ; 26 cm
소장기관
본 실험에서는 MRS broth와 선식을 이용하여 오르니틴을 생산하는 Bifidobacterium longum KCTC 5734균의 특성에 대하여 연구하였다. 또한, B. longum KCTC 5734균을 글루탐산이 풍부한 식품에 종균으로 사용하여 오르니틴의 생산을 향상시켰다. 예비실험으로 동일한 균에서 gamma amino butyric acid(GABA) 생성능을 분석하기 위하여, 1% 글루탐산을 첨가하여 배양하였을 때, B. longum KCTC 5734는 GABA의 생성능을 보여주었다. 미생물 균체의 투과성을 향상시키기 위하여 톨루엔과 아세톤 처리를 하였다. 그 결과, 톨루엔과 아세톤을 이용하여 균체의 투과성을 향상시킨 후에는 글루탐산에서 GABA으로의 전환률이 1.5-3.9배 증가하여 GABA 생성 효소인 GAD가 세포내에 존재할 가능성이 높았다. B. longum KCTC 5734균의 배지로 글루탐산 햠량이 높은 선식을 이용하였을 때, pH의 경우 발효 전, 발효 40시간과 80시간에는 각각 6.3, 4.1과 3.7로 유의적으로 감소하였다. 또한, 유산균 수는 발효 전 3.6×108에서 발효 후 40시간에는 1.8×109, 발효 후 80시간에는 2.3×109 CFU/g으로 증가하였으며 수분함량 역시 증가하였다. 이와 같은 결과로 B. longum KCTC 5734균을 선식발효에 종균으로 이용할 수 있다는 것을 확인할 수 있었으나, GABA의 생성이 매우 낮았다. 하지만, 흥미롭게도 오르니틴(0.9 mg/L/hr)은 매우 높게 나타나 이 미생물에 오르니틴을 생성하는 기전이 있음을 시사하였다. Escherichia coli와 Pseudomonas 속 등의 그램 음성 세균에서는 글루탐산에서 오르니틴을 생성하는 오르니틴 생성기전이 알려져 있다. B. longum KCTC 5734에서 이와 유사한 기전이 있는지 확인하기 위하여 genomic DNA를 분리정제하고 이를 DNA 주형으로 PCR을 진행하고 pTOP Blunt V2 벡터로의 클로닝과 형질전환하였다. 형질전환한 대장균에서 회수한 유전자들은 오르니틴 생성에 관여하는 유전자들(argD, argJ)과 매우 높은 염기서열 일치를 보였다. 결론적으로, B. longum KCTC 5734 균은 글루탐산에서 오르니틴으로 대사하는 효소를 가지고 있으며, 이러한 효소들은 N-acetylornithine aminotransferase 와 N-acetylglutamate synthase/ornithine acetyltransferase으로 예상된다. 본 연구결과를 토대로 향후 글루탐산이 풍부한 발효식품에 B. longum KCTC 5734을 종균으로 이용한다면 고농도의 오르니틴이 함유된 발효식품의 개발이 가능할 것으로 예상된다.
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