\( sphaeroides \)의 \( ALA \) 생산량은 \( 2. 6, 2. 8, 2.3 \)배 증가하였고, \( p<0. 0001 \) 이었다. \( pyruvic \) \( acid \)를 첨가한 배지를 사용하였을 때, \( \mathrm { ALA } \)의 생산량이 대조군에 비해 가장 높게 관찰되었다. 이 결과는 과도한 \( glycine \) 첨가가 암모니아 생성과 \( \mathrm { ALA } \)의 화학적 불안정성 때문에 세포 성장을 억제하는 것으로 추정되었다. \( pyruvic \) \( acid \)는 \( glycine \)과 \( succinyl-CoA \)의 전구체 역할을 하여 \( \mathrm { ALA } \)의 생산을 증가시키며, \( acetic \) \( acid \)의 경우 \( acetyl-CoA \) 합성효소에 의해 \( acetyl-CoA \)로 전환되어 \( \mathrm { TCA } \) 회로를 통해 \( succinyl-CoA \)를 합성한 후 \( \mathrm { ALA } \)의 생산을 증가시킨다고 추측되었다.
<h2>유기산 전구체에 따른 \( ALA \)의 생산량 변화</h2>\( \) \( R. \) \( sphaeroides \)<p>위의 결과를 바탕으로 \( 850 \mathrm { ~nm } \) 파장의 \( \mathrm { LED } \)를 조사하며 \( R. \) \( sphaeroides \)를 \( 5 \mathrm { mM } \) 의 유기산이 함유된 각각의 기본배지에서 \( 72 \)시간 성장시킨 후 \( \mathrm { ALA } \)의 농도를 측정하였다. \( Fig. \) \( 4A \) 에서 보여주듯, 유기산 전구체에 따라 \( R. \) \( sphaeroides \)의 \( ALA \) 생산량이 다양하게 변화됨을 확인하였고, \( acetic \) \( acid, \) \( pyruvic \) \( acid, \) \( succinic \) \( acid \)을 첨가한 배지를 사용한 경우 특히 대조군 \( (6.30 \pm 0.30 \mathrm { mM } ) \) 보다도 \( R. \) \( sphaeroides \)의 \( ALA \) 생산량이 각각 \( 2.6, \) \( 2.8 \) 및 \( 2.3 \)배 증가하였으며 \( (p<0.0001), \) \( pyruvic \) \( acid, \)를 첨가한 배지를 사용할 경우 대조군 대비 \( \mathrm { ALA } \)의 생산량이 가장 높음을 알 수 있었다. 건조체 질량당 \( ALA \)의 생산량 역시 \( acetic \) \( acid, \) \( pyruvic \) \( acid, \) \( succinic \) \( acid \)에서 대조군 \( (34.2 + 4.9 \) \( \mu \mathrm { g } / \mathrm { mg } - \mathrm { DCW } ) \) 대비 각각 약 \( 1.2 \)배, \( 1.4 \)배 및 \( 1.4 \)배 증가를 보였으나, \( pyruvic \) \( acid, \)와 \( succinic \) \( acid \)에서만 유의성을 확인 할 수 있고 \( (p<0.05) \) \( sulfuric \) \( acid \)를 첨가한 배양액의 균체에서 생산된 \( \mathrm { ALA } \)의 양은 대조군 대비 약 \( 63.5 \% \) 감소한 결과를 보였다 \( (p<0.001) \) \( Fig. \) \( 4B \). 고농도의 \( glycine \)은 본 연구에서 \( R. \) \( sphaeroides \)의 성장 및 \( \mathrm { ALA } \) 생산에 명백한 영향을 미치지 않았다(미공개 데이터). 이것은 아마도 과도한 \( glycine \) 첨가가 \( glycine \) 자체 및 \( glycine \) 대사의 결과로 생성된 암모니아에 의해 세포 성장을 억제하고 또한 알칼리성 조건에서 \( \mathrm { ALA } \)의 화학적 불안정성 때문인 것으로 추측된다 \( [4] \). 본 연구에서는 다양한 유기산 중 \( acetic \) \( acid, \) \( pyruvic \) \( acid, \) 및 \( succinic \) \( acid \)에서 \( \mathrm { ALA } \)의 생산이 매우 높았다. 특히 \( pyruvic \) \( acid, \)에서 가장 높았는데 \( pyruvic \) \( acid, \)가 \( glycine \)과 \( succinyl-CoA \)의 전구체 역할을 하여 \( \mathrm { ALA } \)의 생산을 증가시키는 것으로 추즉되며, \( acetic \) \( acid, \)의 경우 \( acetyl-CoA \) 합성효소에 의해 \( acetyl-CoA \)로 전환되어 \( \mathrm { TCA } \) 회로를 통해 \( succinyl-CoA \)를 합성 한 후 \( \mathrm { ALA } \)의 생산을 증가시키는 것으로 추측된다. \( Succinic \) \( acid \)의 경우에도 \( succinyl-CoA \) 합성효소에 의해 바로 \( succinyl-CoA \)로 전환되어 \( \mathrm { ALA } \)의 생산을 증가시킨 것으로 관단된다 \( [27,28] \) \( (Fig. \) \( 1) \). 이것은 고농도의 \( glycine \)을 직접 배지에 첨가하여 \( \mathrm { ALAS } \) 에 의해 직접 \( \mathrm { ALA } \)의 생산을 유도하는 것보다 \( pyruvic \) \( acid, \)가 \( serine \)을 통해 \( glycine \)을 합성 후 \( \mathrm { ALA } \)를 생산하거나, \( pyruvic \) \( acid, \) \( acetic \) \( acid, \) 그리고 \( succinic \) \( acid \)가 직접 혹은 \( \mathrm { CoA } \) 합성 후 미토콘드리아로 유입되어 \( TCA \) 회로를 통해 \( succinyl-CoA \)를 합성한 후 이 중 일부가 \( \mathrm { ALAS } \)에 의해 간접적으로 \( \mathrm { ALA } \)를 생산하는 것이 더 안정적임을 보여주는 결과이다 \( (Fig. \) \( 1) \).</p>