DPS 단백질이 과산화수소가 존재하는 상태에서 고온을 처리한 열 충격 스트레스에 대해서 방어기능을 수행하는 지를 실험하였고, 과산화수소와 고온의 열 충격을 동시에 처리하여 대장균을 배양하였을 때 dps유전자가 결손된 \( \boldsymbol{\Delta} \)dps E.coli 돌연변이 균주의 생육은 성장속도가 약 \( 80 \% \) 이상 저해됨을 확인함 할 수 있었으며, 중성상태 배지에서는 야생형 대장균이나 돌연변이 대장균 균주 모두 잘 성장했으나, \( \mathrm{pH} 5 \)인 배지에서 돌연변이 균주는 야생형 대장균에 비하여 약 \( 20 \% \) 정도 더 많은 저해된 생육상태를 보였다.
<h2>열 충격(Heat shock) 및 산화스트레스를 동시에 처리한 스트레스 하에서 DPS 단백질의 대장균 생육에 미치는 영향</h2> <p>생물체는 이들이 살아가는데 필요한 적절한 온도가 유지될 때 생육하며 번식하고 종을 보존하게 된다. 이러한 적정온도를 벗어날 경우, 생물체는 다양한 생체방어 시스템을 구동하여 생존할 수 있도록 노력하지만 이러한 범위를 넘어서면 살지 못하고 죽어가게 된다. 따라서 대장균 세포 내에서 환경적 스트레스를 극복하는 데 중요한 기능을 한다고 보고 된 DPS 단백질이 과산화수소 \( (0.5 \mathrm{~mM}) \)가 존재하는 상태에서 고온을 처리한 열 충격 스트레스에 대해서 방어기능을 수행하는 지를 실험하였다(Fig. 6). Fig. 6A에서 정상적인 성장온도인 \( 37^{\circ} \mathrm{C} \)에서 야생형 대장균이나 dps유전자가 결손된 \( \boldsymbol{\Delta} \)dps E.coli 돌연변이 균주 모두 정상적인 성장 속도를 나타내는 것을 확인하였다. 하지만, 강력한 산화 스트레스를 유발하는 과산화수소 \( (0.5 \mathrm{~mM}) \)와 고온 \( \left(45^{\circ} \mathrm{C}\right) \)의 열 충격을 동시에 처리하여 대장균을 배양하였을 때 dps유전자가 결손된 \( \boldsymbol{\Delta} \)dps E.coli 돌연변이 균주의 생육은 야생형 대장균에 비해 훨씬 심한 영향을 받음으로써 성장속도 저하가 약 \( 80 \% \) 이상 저해됨을 확인함 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해서 DPS 단백질은 산화적 스트레스에 의한 대장균 보호기능뿐만 아니라 산화스트레스와 고온의 열 충격을 동시에 처리한 강력한 환경스트레스 상태에서 대단히 중요한 기능을 수행함을 관찰할 수 있었다.</p> <h2>산성 조건 하에서 DPS 단백질이 대장균의 생육에 미치는 영향</h2> <p>생물체 내의DNA는 산성 조건에서 피해를 받아 이로 인하여 depurination과 depyrimidination이 유발되기 때문에 배지의 \( \mathrm{pH} \)는 생물체 성장에 저해효과를 유발하게 된다는 것이 알려져 있다. 뿐만 아니라, 산성 조건에서의 세포질 산성화는 효소의 활성에도 심각한 영향을 주게 되어 활성을 저해시키게 된다. 따라서, 하등생물체인 대장균이나 다른 bacteria는 산성에 노출된 세포가 세포막의 구성을 바꾸는 능력, 선천적인 세포질의 \( \mathrm{pH} \)의 효소에 의한 항상성 조절 그리고 생체 거대분자들의 피해에 대한 복구 혹은 예방을 하는 세 가지 주요한 방어 전략을 가진다는 사실이 알려져 있다. 정상적인 \( \mathrm{pH} 7.0\)의 중성상태 배지에서는 야생형 대장균이나 dps유전자가 결손된 \( \boldsymbol{\Delta} \) dps E.coli 돌연변이 대장균 균주 모두 잘 성장함을 관찰할 수 있었다. 하지만, 정상보다 낮은 \( \mathrm{pH} \) 조건인 \( \mathrm{pH} 5 \)인 배지에서 야생형 대장균은 비교적 잘 성장하고 있음을 알 수 있었으나, dps유전자가 결손된 \( \boldsymbol{\Delta} \)dps E.coli 돌연변이 균주는 성장속도가 야생형 대장균에 비하여 약 \( 20 \% \) 정도 더 많은 저해된 생육상태를 보여주었다(Fig. 7). 이 결과에서 볼 수 있듯이, DNA와 결합하여 복합체를 구성하는 DPS 단백질은 대장균이 성장하는 배지 용액의 낮은 \( \mathrm{pH} \) 조건에서 대장균이 성장하는데 매우 중요한 기능을 수행함을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 우리는 DPS 단백질이 DNA와 결합하여 외부의 \( \mathrm{pH} \) 변화에 따른 유전정보 가닥의 파괴를 보호하는 중요한 기능을 수행한다는 것을 규명할 수 있었다.</p>