Gram 양성균, 음성균, 항산성균, 혐기성균, 방선균, 효모 등 다양한 미생물에서 생산되는 \( \beta \)-Lactamase는 plasmid상에 존재하며 균체 외로 분비되는 유도효소이다. Staphylococcus aureus와 S epidermidis의 \( \beta \)-lactamase를 예로 보면 일부는 세포막에 결합하여 존재하고 거의 대부분이 균체 외로 배출되며 penicillin binding protein에 \( \beta \)-lactam계 약제가 결합하기 전에 약제를 분해할 수 있기 때문에 항생제 내성이 발생한다.
<h1>서 론</h1> <p>\( \beta \)-Lactamase는 Gram 양성균, 음성균, 항산성균, 혐기성균, 방선균, 효모 등 넓은 범위의 미생물에서 생산되어지고 있으며 생산균의 분류에 따라 Gram양성균과 Gram음성균 유래의 효소로 나눌 수 있다. Gram양성균 유래의 \( \beta \)-lactamase를 예로 보면 Staphylococcus aureus와 S. epidermidis의 \( \beta \)-lactamase를 들 수 있는데, 이들 효소의 유전자는 plasmid상에 존재하며 균체 외로 분비되는 유도효소이다. Gram양성균의 \( \beta \)-lacta-mase생산은 일부는 세포막에 결합하여 존재하고 거의 대부분이 균체 외로 배출한다. 따라서 Gram양성균의 세포질 막에 존재하는 penicillin binding protein (PBP)에 \( \beta \)-lactam계 약제가 결합하기 전에 약제를 분해할 수 있는 것이 Gram양성균의 \( \beta \)-lactamase라 할 수 있다. Gram음성균의 \( \beta \)-lactamase는 세포의 periplasm에 국재하기 때문에 \( \beta \)-lactam계 약제가 세포외막내로 침투하면 분해하여 내성을 갖는다. Gram음성균의 외막은 음성균 특유의 세포표층구조를 가지는데 peptidoglycan층 외부에 외층이 있고 인지질, 막단백질, lipopolysaccharide (LPS)로서 구성되어 있으며, 소수성 물질이나 고분자 물질에 대하여 투과 장벽으로서 역할을 하고 있다. 반면에 당, 아미노산 등의 저분자 영양물질이나 친수성 항균제는 막 단백질이 형성하는 \( 1.2 \mathrm { ~nm } \)전후의 투과공에 의하여 외막을 통과할 수 있다. \( \beta \)-Lactam계 항생물질, 특히 cephalosporin은 이 투과공을 주된 외막투과 경로로 하고 있는 물질이다. 녹농균이나 혐기성균은 감염 초기에 \( \beta \)-lactamase에 낮은 감수성을 보이는 주요 원인은 이들 균의 투과공이 대장균에 비하여 작고 약제의 외막투과성이 매우 낮기 때문이다. 미생물이 \( \beta \)-lactam계 항생물질에 대하여 내성을 일으키는 중요한 역할을 하는 PBP와 \( \beta \)-lactamase는 여러 가지의 \( \beta \)-lactam계 항생물질에 대하여 유도되고 있다는 사실이 보고되고 있다. \( \beta \)-Lactam계 항생물질의 \( \beta \)-lactamase에 대한 유도기구는 아직 명확히 밝혀지지는 않았으나 이들 효소의 구조 유전자와 조절 유전자를 규명함으로서 가능할 것이다. Bacillus licheniformis가 생산하는 penicillinase의 조절기구는 대장균의 \( \beta \)-galactosi-dase의 제어기구와 유사하다고 한다. 즉 구조 유전자인 pen P에 조절유전자인 pen I에 의해 만들어진 repressor에 의하여 효소 유도가 조절되고 있으며 S. aureus의 penicillinase 생산조절 기작은 plasmid에 존재하는 조절유전자의 산물에 의하여 염색체상의 \( \beta \)-lactamase 유전자가 조절된다는 보고가 있다. 아울러 최근에는 \( \beta \)-lactamase 구조유전자가 밝혀지면서 전 유전자의 염기배열이 보고되고 있다. 이전 연구에서 부산 일대의 토양에서 분리한 Bacillus sp. J105균주로부터 세포외 \( \beta \)-lactamase를 정제하여 효소의 특성을 연구하였다. 본 연구에서는 Bacillus sp. J105 유래의 \( \beta \)-lactamase 유전자를 클로닝하여 유전자의 특성을 분석하고 E. coli 내에서 발현 양상을 분석하였다.<h1>재료 및 방법</h1>