PGA 생산을 위한 최적 pH 및 온도를 확인하기 위해 sodium hydroxide로 조정한 배지의 PGA 생산량 변화를 검토해 보았다. 결과 산성 환경에서는 PGA 생산량이 감소하고 알칼리성 환경에서는 증가하는 것을 확인하였고, 최적 pH는 8.0, 온도는 37\(^\circ \mathrm{C}\)이었다. 대량생산조건을 검토하기 위해 탄소원을 사용하여 PGA 생산량을 조사해 본 결과 xylose, citricacid를 첨가한 경우 PGA가 생산하지 않았으며, glucose, fructose, galactose, maltose, sucrose를 첨가한 경우 PGA가 많이 생산되었다. 추가로 L-gluta-mate, L-glutamine 첨가에도 PGA 생산량을 나타내는 것으로 보아, 본 균주는 glutamate 의존성 균조로 판단된다.
<h2>B. subtilis \( \mathrm { CH } -10 \) 의 \( \mathrm { PGA } \) 생산을 위한 최적 \( \mathrm { pH } \) 와 온도</h2> <p>B. subtilis \( \mathrm { CH } -10 \) 의 \( \mathrm { PGA } \) 생산에 대한 최적 \( \mathrm { pH } \) 와 온도를 알기 위하여 \( \mathrm { PGA } \) 생산용 배지의 \( \mathrm { pH } \) 를 sodium hydroxide로 조정하고 \( \mathrm { PGA } \) 생산량 변화를 검토해 보았다. 산성 환경인 경우에는 \( \mathrm { PGA } \) 생산량이 현저히 감소하였고 알칼리성의 환경에서는 \( \mathrm { PGA } \) 생산량이 증가하는 것을 알 수 있었다. \( \mathrm { PGA } \) 생산을 위한 최적 \( \mathrm { pH } \) 는 \( 7.5 \) 으로 결정하였다. 온도에 따른 \( \mathrm { PGA } \) 생산량의 차이도 확인 할 수 있었으며 \( 37 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 Bacillus subtilis \( \mathrm { CH } -10 \)은 가장 많은 양의 \( \mathrm { PGA } \)를 생산하였다.</p> <h2>\( \mathrm { PGA } \) 생산에 대한 탄소원 - 질소원의 효과</h2> <p>\(B. subtilis \) \( \mathrm { CH } -10 \)의. \( \mathrm { PGA } \) 대량생산조건을 검토하기 위하여 배지성분에서 여러 가지 탄소원을 사용하여 \( \mathrm { PGA } \) 생산량을 조사하였다. 탄소원으로 \(xylose \), \(citric acid \)를 첨가한 경우에는 \(B. subtilis \) \( \mathrm { CH } -10 \) 은 거의 성장하지 않았고 따라서 \( \mathrm { PGA } \)도 생산하지 않았다. 이것은 다른 \( \mathrm { PGA } \) 생산균주들이 탄소원으로 \(citric acid \)를 이용하는 것과는 대조적인 결과로, 본 균주는 \(citric acid \)를 이용하지 않는 것으로 나타났다. \(Glycerol \)을 첨가한 경우에 균주는 성장하였으나 \( \mathrm { PGA } \)는 거의 생산하지 않았다. 탄소원으로 \(glucose, fructose, gal-actose, sucrose, maltose \)을 첨가한 경우에는 \( \mathrm { PGA } \) 생산량이 크게 증가하였고 \(sucrose \)는 \(B. subtilis CH-10 \)의 \( \mathrm { PGA } \) 생산을 위한 가장 유용한 탄소원으로서 \( 18.84 \mathrm { mg } / \mathrm { ml } \) 의 \( \mathrm { PGA } \)를 생산하였다. Sucrose의 농도에 따른 \( \mathrm { PGA } \) 생산량을 검토한 결과 \( 5 \% \)에서 최고 생산량을 나타내었고 \( 5 \% \) 이상에서는 생산량에 변화가 없었다(data not shown). 탄소원인 \(su-crose \)과 더불어 여러 가지 질소원을 사용하여 본 균주의 \( \mathrm { PGA } \) 생산량의 변화를 검토하였다 \((Table 3) \). 질소원으로 \( \mathrm { NaNO } _ { 3 } \), \( \mathrm { NH } _ { 4 } \mathrm { NO } _ { 3 } , \mathrm { NH } _ { 4 } \mathrm { Cl } , \left ( \mathrm { NH } _ { 4 } \right )_ { 2 } \mathrm { SO } _ { 4 } \) 를 첨가한 경우에는 본 균주가 성장하지 않았고 \( \mathrm { PGA } \)도 생산하지 않았다. 반면, L-gluta-mate, L-glutamine은 각각 \( 13 \\) 과 \( 6.43 \mathrm { mg } / \mathrm { ml } \) 의 \( \mathrm { PGA } \) 생산량을 나타내었다. 따라서 본 균주는 \( \mathrm { PGA } \) 생산 및 균주 성장에 \(glutamate \)를 반드시 필요로 하는 \(glutamate \) 의존성 균주로 판명되었다. \( \mathrm { PGA } \) 생산을 위한 \(L-glutamate \)의 최적 농도는 \( 3 \% \) 로 확인되었다. 일반적으로 \( \mathrm { PGA } \) 합성을 위해서는 많은 양의 \(glutamate \)를 필요로 하고 이것은 \(citric acid \)와 \(ammo-nium sulfate \)로부터 생산된다. \(L-glutamate \)는 다음과 같은 \( 3 \\)가지의 다른 경로로 합성된다. 한 가지 경로는 \(glutamate de-hydrogenase pathway (GD) \)로 \( (1) \\)와 같은 반응식으로 진행되고 또 다른 경로는 \(glutamine synthetase (GS) \)와 \(gluta-mine 2-oxoglutarate aminotransferase (GOGAT) \)를 사용하여 \( (2) \\), \( (3) \\)와 같은 반응식으로 진행된다.</p> <ul> <li>(2-Oxoglutaric acid \( + \mathrm { NH } _ { 3 } + \mathrm { NAD } ( \mathrm { P } ) \mathrm { H } + \mathrm { H } ^ { + } \stackrel {\mathrm { GD } } {\longrightarrow } \mathrm { L } _ {\text { -glutamic acid } } + \mathrm { NAD } \left ( \mathrm { I } ^ { 2 } \right ) \)<caption>(1)</caption></li> <li>2-Oxoglutaric acid + L-glutamine \( + (2 \mathrm { H } ) \stackrel {\text { GOGAT } } {\rightarrow } \) 2L-glutamic acid<caption>(2)</caption></li> <li>L-Glutamic acid \( + \mathrm { NH } _ { 3 } + \) ATP \( \longrightarrow \) GS \( \longrightarrow \)-glutamine \( + \mathrm { ADP } + \mathrm { P } _ { 1 } \)<caption>(3)</caption></li></ul>