Qin 등은 Agrobacterium radiobacter hemA 유전자를 도입하여 succinic acid 13g/L까지는 세포생장을 저해하지 않고 ALA 생산을 향상시킬 수 있다고 하였으나, Fu 등은 Rhodobacter sphaeroides hemA 유전자를 도입하여 succinic acid는 ALA 생산에 불리하다고 하였으며 glycine 6-12mM은 대장균 생장 촉진효과가 있으나, 높은 농도는 세포벽 펩티도글리칸 합성을 저해하며 Glutamate는 TCA cycle을 통해 succinate로 전환되어 ALA 생합성의 전구체로 작용하며, succinic acid 20g/L 일부 또는 전부를 glutamate로 대체하였을 경우 ALA 생산에 유리하다.
<p>Qin 등은 \(Agrobacterium radiobacter hemA \) 유전자를 도입한 재조합 대장균에 있어서 succinic acid \( 13 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) 까지는 세포생장을 저해하지 않고도 ALA 생산을 향상시킬 수 있다고 하였으나, Fu 등은 \( Rhodobacter sphaeroides hemA \)유전자를 도입한 대장균 배양실험에 있어서 \( 10 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) 이상의 succinic acid는 ALA 생산에 불리하다고 하였다. 또한, 일정 농도의 glycine ( \( 6-12 \mathrm { mM } \))은 대장균 생장 촉진효과가 있으나, glycine 농도가 너무 높은 경우에는 오히려 세포벽 펩티도글리칸의 합성과정을 저해하는 것으로 알려져 있다. 본 실험에서도 glycine 첨가농도가 높아질수록 세포 생장이 억제되는 경향을 나타내었는데, ALA 생산성 측면에서 는 glycine \( 5-10 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) 수준 첨가가 유리하였으며, succinic acid도 \( 20 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) 수준까지는 세포생장의 심각한 저해 없이 ALA 생성을 촉진하는 효과를 나타내었다.</p> <h2>Glutamate 첨가에 의한 영향</h2> <p>Glutamate는 TCA cycle을 통하여, \( \alpha \)-ketoglutarate \( \leftrightarrow \) succinate로 바로 전환되어, ALA생합성의 전구체로 작용할 수 있을 뿐 아니라, proline, glutamine, agrinine 등의 아미노산으로 전환되는 중요한 대사 중간체이다. 따라서, succinic acid \( 20 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) 의 일부 또는 전부를 glutamate로 대체하였을 경우에 ALA 생산에 미치는 영향을 조사하였다. Fig. \( 3 \)에서 보는 바와 같이, succinic acid 전부를 glutamate로 대체했을 경우에는 세포생장 및 ALA 생산량이 가장 낮았다. 한편, succinic acid와 glutamate를 1 : 1 의 비율로 혼용했을 경우에는 succinic acid \( 20 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) 단독 첨가구보다 세포 생장 및 ALA 생산성 측면에서 유리하였다.</p> <h2>Glucose 첨가에 의한 영향</h2> <p>ALA생합성 효율을 높이기 위해 glucose와 같이 미생물이 쉽게 이용할 수 있는 탄소원을 추가로 공급함으로써 세포생장을 촉진시킴으로써 대사산물의 생산을 촉진시키는 방법을 고려해 볼 수 있다. 또한 glucose는 ALA 가수분해효소 저해제로 작용하기 때문에, 생성된 ALA가 분해되는 것을 억제함으로써 ALA 생산량을 증가시킬 수 있는 것으로 보고된 바 있다. 본 실험에서도 glucose를 농도별로 \( (0-10 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } ) \) 배지에 첨가하여 배양하면서 ALA 생성량을 조사하였다. Fig. 4에서 보는 바와 같이, glucose 첨가 농도가 증가할수록 최종 균체량도 증가하였으나, glucose가 모두 소비된 후에 ALA 생합성이 시작되었으며 ALA 생성량도 glucose 무첨가구에 비해 낮게 나타났다. 이와 같은 결과는, 에너지원으로서 glucose의 잇점보다는 glucose가 succinic acid의 세포내 흡수를 억제하거나, TCA cycle 내 효소의 활성 을 억제함으로써 ALA 생합성에 역효과를 나타내는 것으로 추측된다. 결과적으로, 본 실험조건에서의 ALA 생산에 glucose를 첨가하는 것은 바람직하지 않을 것으로 판단되었다.</p>