내산성율을 가진 젖산발효균주를 분리하여 LM3로 명명하고 그 원인을 밝히기 위해 실험을 한 결과, 성장 동안에는 젖산에 의해 낮아진 균체의 외부\( \mathrm{pH} \)가 대조균주와 LM3 균주 양쪽 모두 생육에 저해를 주는 것으로 확인되었다. 또한 trehalase의 활성은 대조균주가 LM3균주보다 높았으며, 젖산 스트레스에 의해서는 두 균주 모두 trehalase의 활성이 전혀 증가하지 않았다. 대조균주와 같은 성장 패턴을 가지면서 정지기에서 나타나는 생존율은 성장 동안에는 발현되지 않았던 단백질이나 유전자발현이 있을 것으로 추측되어, 향후 연구가 필요할 것으로 보인다.
<h1>고 찰</h1> <p>이 연구는 대구지역의 김치를 대상으로 내산성율 지니고 있는 젖산밭효균주를 분리하고, 그 산내성의 원인을 밝히고자 하였다. 그 결과.LM3 라고 명명한 선별균주를 분리할 수 있었으며, 이 균주는 Bergey's manual 과 지방산분석법에 의거하여 Leuconostoc mesenteroides로 최총 동정되었다. 그리고 이 균주의 생육도와 젖산에</p> <p>대한 다양한 스트레스 반응들을 관찰함으로써, 우리가 분리한 LM3 균은 대조균주보다 산내성도가 높았으며 그 요인을 균주의 생장과 acid response factor의 변화를 관찰함으로써 알게 되었다.생육초기부터 증가한 젖산에 의해 생육이 저해된 원인은 외부 \( \mathrm{pH} \) 가 낮은 것으로 생각된다. 위의 결과 를 통해, 성장동안에는 젖산에 의해 낮아진 균체의 외부\( \mathrm{pH} \) 가 대조균주와.LM3 균주 모두에서 생육에 저해를 주는것을 확인하였다. 이 부분에 있어서 LM3균구의 산내성도는 성장단계에서의 어떤 변화라기보다는 다른 부분에서의산내성도의 증거를 보일 수 있을 것이라고 생각할 수 있다.Trehalose는 세군, 효모, 곰팡이 등 다양한 세포에서 합성되어지는 이당류로서, 효모의 경우 세포막과 수소결합을함으로써 세포막을 안정시키호 또한 각종 효소의 활성을안정화시킨다고 알려져 있다. 이러한 기능을 지닌 tre-halose는 산에 의한 스트레스뿐만 아니라 다양한 스트레스인자에 의해서노 유도적으로 합성이 되어진다. 더불어 이trehalose를 분해하는 trehalase의 활성도 스트레스가 가해지는 환경에서 높아진다고 보고되고 있다. 즉 합성과 분해라는 상반된 반응이 스트레스 환경에서 동시에 유도적으로증가한다는 것이 이 trehalose 대사의 특징이며, 흔히 이러한 현상을 paradoxical situation이라고 부른다.</p> <p>따라서 젖산 스트레스에 대한 세포의 반응이 LM3와 데조균수의 생존능과 어떠한 연관성이 있는지를 조사하고자 하였고, 아울러 trehalose의 축적과 trehalase 활성의 변화및 세포막 \( \mathrm{H}^{+} \)-ATPase 할성을 검사하였다. 먼저 젖산이 존재하지 않는 배지에서 자란 경우그 그 구성적 trehalose 양은 지수성장기나 정지기 모두에서 대조균주에서 더 많은양이 관찰되었다. 또한 젖산이 존재하는 스트레스 환경에서 두 균주 모두 trehalose의 양이 유도적으로 증가하였고,최종 축적량은 지수성장기나 정지기에서 누 균주간 유사한양을 보였다. 그러나 LM3균주외 경우 젖산의 존재에 의해축적되는 trehalose의 양이 대조균주의 축직랑보다 월등히많았다. 이로써 LM3균주가 스트레스 환경에 즉각 반응한다는 것을 알 수 있었다. 한편, Hartke 에 따르면 지수성장기일 때보다 정지기일 때의 내산성도가 증가한다고 했다. 조사결과, 두 균주 모두 정지기에서 세포내 trehalose축적농도가 지수성장기의 경우보다 높아지는 현상은 이런주장과 일치하였다.</p> <p>한편 trehalose를 분해하는 효소활성, 즉 trehalase의 활성은 대조균주가 LM3균주보다 높은 것으로 확인되었으며, 젖산 스트레스에 의해서 두 균주 모두 trehalase의활성이 전혀 증가되지 않는 결과가 나왔다. 대조균주의 경우, 지수성장기엔 높은 활성을 보였으나 정지기에서는 오히려 trehalase의 활성이 낮아졌다. 그러나 LM3균주는, 지수성장기에 trehalase의 활성이 높고 정지기에 낮아진다는기존의 보고와 달리, 지수성장기나 정지기 모두에서 활성의 변화를 보이지 않았다. 결과적으로 trehalose의 축적량이 젖산에 의한 스트레스 동안 증가한고 treha-ase에 의해 분해되지 않았다는 것을 알 수 있었다. 이번연구에서 LM3균주의 특이한 trehalose 관련대사의 의미를분명하게 밝히지는 못하고 있으나, trehalase의 활성이 젖산 스트레스에 대한 산내성에 영향을 주지 않고 있는 것으로 추측된다. 결론적으로 trehalose 양과 trehalase 활성의변화에서 외부 \( \mathrm{pH} \) 의 변화에 세포가 일차적으로 반응한다것을 확인하였고, 젖산에 노출된 시간동안 trehalose의축적속도가 trehalase에 의한 trehalose의 분해속도보다 빠르다는 것을 알 수 있었으며, 이것은 젖산 처리시간동안rehalose에 의한 세표의 방어가 지속되고 있다는 것을 의미하였다.</p> <p>세포내 \( \mathrm{H}^{+} \)ATPase는 세포외로 수소이온을 방출함으로써 세포내의 \( \mathrm{pH} \) 를 조절하고, 정상적인 영양분의 유입 등생육과 관련한 기능을 하는 데 필수적인 것이다. 그리고 glucose대사를 할 때 생산되는 대사산물에 의해 세포내\( { }^{3} \mathrm{H} \) 는 약산성화가 되며 이로 인해 세포내에 있는 ATPase 가 세포내 항상성을 유지하기 위해 활성화된다. 이 효소의 활성을 비표해 보면, LM3균추에서는 구성적으로 높은활성으로 즌재하던 것이 젖산이 첨가된 경우는 오히려 대조균주보다 낮은 활성을 보이고 있다. 즉 LM3균주의 ATPase의 활성이 젖산에 의해 활성이 저해되었음을 암시하고 있다. 반면 대조균주는 젖산의 첨가여부와 상관없이 일성한 활성을 유지하고 있었다. 결과적으로 두 균주모두 \( 0.6 \% \) 의 유기산 스트레스 환경에서 유사한 활성을 가지고 있었다. 그러나 실제 세포내 \( \mathrm{pH} \) 는.LM3 균주에서 보다 안정한 것으로 나타났다. 다시 말해서, 대조균주의 경우엔 젖산의 존재로 인해 세포내 \( \mathrm{pH} \) 가 감소한 반면,.LM3 균주는 정상조건과 유사한 \( \mathrm{pH} \) 를 유지하고 있었다. 걸과적으로.LM3 균주는 세포막에 존재하는 \( \mathrm{H}^{+}{ }^{+} \)ATPase 이외의 다른 기작을 통해서 세포내의 \( \mathrm{pH} \) 를 안정하게 유지하는기작을 가지고 있음을 암시하고 있다. 이러한 결과들을 통해 LM3균주는 최소한 trehalose의 세포보호기능에 의해서생존능의 우위를 보이고 있고, 세포내 \( \mathrm{pH} \) 의 안정성을 가진다는 특성을 지니고 있었으나, 그것이 ATPase 활성에의한 것은 아니었다.따라서 .LM3 균주의 젖산에 대한 내성기작중 하나는 바로 세포내 \( \mathrm{pH} \) 를 유지하는 능력에 있으며, 젖산에 의해 낮아진 \( \mathrm{pH} \) 환경이 세표에서는 trehalose와 같은 chemicalprotectant늘의 축적과 앞으로 밝혀져야 할 다른 인자의 활성을 동해 세포내의 \( \mathrm{pH} \) 가 안정하게 유지된다는 것을 의미하고 이 때문에 ATPase의 활성이 갑소하는 결과에도 산내성을 나타내게 된다는 것을 의미한다.이를 통헤 LM3규주가 유기산 스트레스에 빨리 대응하고 외부의 \( \mathrm{pH} \mathrm{I} \) 변화에 세포를 안정화시킨다는 것을 화인하였다. 이후 젖산 처리시 시간의 변화에 따른 각 요인들의변화와 젖산의 장시간 노출에 대한 세포의 반응을 연구해야 할 것이다. 그리고 젖산에 대해 일차적인 방어 이후의스트레스 단백질을 포함하는 여리 가시 단백질의 발현수준에서 세포방어기작에 대한 연구 역시 이루어져야 한다. 대조균주와 같은 성장패턴을 보이면서도 정지기에서 나타나는 생존율은 성장동안에는 발현되지 않았던 단백질이나 유전자발현이 있을 것으로 추측된다. 이에 따라 젖산을 처리하였을 때 나타나는 단백질늘의 발현정도를 확인하고 그단백질들을 동정하는 연구도 행해져야 할 것이다.</p>