본 논문은 현재 식품의 부패를 막고 저장성을 향상시키기 위해 사용되는 인공 첨가제 및 항생물질은 부작용을 동반하기 때문에 사회문제가 되고 있음을 시사한다. 박테리오신은 여러 종의 미생물들이 생산하는 항균성 펩타이드로, 우수한 항균효과를 가졌지만 박테리오신 유전자 산물의 항균활성 때문에 생산균주로서의 활용이 불가능하다. 따라서 항균활성 펩타이드의 생산을 위해 Saccharomyces cerevisiae 등의 효모세포를 숙주로 사용하고 yeast extract를 영양성분으로 사용하는 것이 가능하다.
<h1>서 론</h1> <p>현재 미생물에 의한 식품의 부패와 변질을 막고 저장성을 향상시키기 위한 방법으로 인공 첨가제 및 인공 항생물질을 사용하고 있다. 하지만 인공 첨가제들은 인체에 대한 잔류성과 독성으로 인해 여러 가지 부작용을 동반하기 때문에 사회문제로 대두되고 있는 실정이다. 인공첨가제 중 의약품인 항생물질은 공업적, 화학적 방법으로 생산되고 있으며, 화학적 인공 항생물질이 포함된 사료를 먹인 가축을 인간이 섭취하면 부작용으로 인한 여러 가지 질병이 나타날 수 있다. 또한 항생제의 남용으로 인한 내성균의 발생과 전파라는 문제점으로 선진국에서는 항생제 사용에 있어 많은 제약을 두는 실정이다.</p> <p>박테리오신(bacteriocin)은 여러 종의 미생물들이 생산하는 항균성 펩타이드로서, 각종 식중독균과 유해세균에 대한 뛰어난 항균효과를 지니고 있어 식품산업에서 잠재력을 지닌 천연 신소재로 부각되고 있다. 박테리오신에 관한 연구는 20여 년 전부터 가속화되어 유럽이나 미국에서는 이미 산업화 적용 단계에 있으며, 우량 균주 확보 및 특허 출원 등의 다양한 연구가 진행되고 있다. 이러한 박테리오신은 고온에서도 활성을 유지하고 광범위한 \( \mathrm { pH } \)에서도 안정하며, 무독, 무색, 무취이며 잔류성이 없다는 장점으로 식품 등에서 천연 방부제로 사용이 가능하다. 인공 항생제는 사람에게 투여 시 부작용이 있다는 단점이 있으나 박테리오신은 단백질 가수분해 효소에 의해 분해되어 잔류성이 없어 안전하기 때문에 식품 등의 생물학적 보존제(biopreservative) 및 발효식품의 생물 제어제(bioregulator)로 이용되고 있다.</p> <p>박테리오신은 유전자 분석 및 조작을 통하여 생산량을 최대화하는 것이 용이하고 분자적 변이를 통한 우수한 박테리오신을 합성할 수 있다는 장점이 있지만, 일반적으로 유전자의 발현에 이용되고 있는 대장균을 포함하는 세균들의 경우는 도입된 박테리오신 유전자 산물의 항균활성 때문에 생산균주로서의 활용이 불가능하다는 단점이 있다. 따라서 항균활성 펩타이드의 생산을 위해서는 일반적으로 박테리오신에 대한 생육저해활성을 나타내지 않는 진핵생물에 속하는 효모세포인 Saccharomyces cerevisiae 등을 숙주로 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있고, 효모세포로부터 추출한 yeast extract는 현재 세균배양 배지에 첨가하는 영양성분으로서 질소화합물, 당, 무기영양소 및 유기영양소 등을 함유하고 있기 때문에 배양된 효모 균체만으로도 가축사료의 좋은 영양성분으로 활용될 수 있다.</p> <p>최근, 효모를 이용한 외래 단백질의 상업적 생산이 크게 강조되면서 유전자 고발현을 위한 숙주세포의 변이주, 고발현 벡터 및 신기능성 효모의 개발 등에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 재조합 효모에서 외래 유전자의 고발현을 위한 주요 고려인자로 plasmid copy number, 전사효율, repressor 및 inducer의 농도, 프로모터의 강도 등이 알려져 있다. 일반적으로 plasmid copy number는 유전자 고발현을 유도시키지만, copy number가 너무 높거나 과발현은 숙주세포에 대사적 불균형을 초래하게 되어 균체의 증식속도 나 증식수율을 감소시키거나 도입된 plasmid의 불안정성을 유발하여 재조합 단백질의 생산성을 감소시키는 원인이 되기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 강력한 프로모터를 사용하여 균체증식과 유전자 발현을 분리하여 조절함으로써 재조합 단백질의 생산성을 향상시킬 수 있다. 효모세포인 S. cerevisiae에 사용되는 대표적인 프로모터의 종류로는 유도성 프로모터인 GALI (galactokinase I) 프로모터, 상시성 프로모터인 GPD (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) 프로모터와 ADHI (alcohol dehydrogenase I) 프로모터 등이 있다.</p>