다양한 생리활성 효과를 가지고 있는 알긴산(alginic acid)은 해조류의 세포벽 성분으로 바이오에너지 생산을 위해 주목받고 있어 알긴산 분해능이 뛰어난 분해효소가 필요하다.
<h1>서 론</h1> <p>알긴산(alginic acid)은 D-mannuronic acid와 L-guluronic acid가 \( \alpha-1,4 \)결합 또는 \( \beta-1,4 \)결합으로 이루어진 hetero형 다당류로 주로 갈조류의 세포벽을 구성한다 또한 알긴산은 비만 억제효과, 장의 연동운동 촉진을 통한 변비 치유, 항콜레스테롤 억제 작용, 체내의 중금속 흡수와 제거, 유해물질의 독성을 억제하는 효과 등의 다양한 생리활성으로 기능성 식품소재로 활용이 가능할 뿐만 아니라 상처를 보호하는 창상피복재 및 지혈 등의 생리활성효과를 가지고 있어 의약품 소재로도 응용될 수 있다. 최근 알긴산 유래 올리고당의 항균/항암 작용, 면역 증강, 항콜레스테롤 효과, 항응고 등 다양한 생체조절 기능에 대한 보고들이 있어 알긴산을 이용한 올리고당 제조에 관한 연구가 있었다.</p> <p>해조류에서 알긴산 등의 유효성분을 분리하기 위한 물리화학적 방법으로 첫째 고온고압, 고압 혹은 방사선으로 연화시킨 뒤 분리하는 방법과 둘째 산과 알칼리 처리를 이용하는 방법 등이 보고되고 있으나 해조류 유래의 탄수화물 대부분이 산이나 알칼리에 비교적 안정하여 유효성분의 분리에 어려움이 있다. 따라서 최근에는 기능성 해조 올리고당 생산에 해조류 다당의 화학적 분해보다는 효소적 제조에 대한 연구가 진행되고 있다. 알긴산 분해효소인 alginate lyase는 알긴산의 \( \beta-1,4 \)-glycosidic 결합을 분해하여 4,5-unsaturated nonreducing 말단을 갖는 산물을 만든다. 알긴산 분해효소는 mannuronate가 많은 알긴산을 분해하는 poly(M) lyase [(1 \( \rightarrow 4)-\beta \)-D-mannuronan lyase]와, guluronate가 많은 알긴산을 분해하는 poly(G) lyase[\( (1 \rightarrow 4)-\alpha \)-L-guluronan lyase] 등이 있다.</p> <p>산업적 이용이 가능한 알긴산 올리고당의 생산을 위해서는 알긴산 분해효소가 필요하며, 이들 알긴산 분해효소를 분비하는 미생물의 탐색을 위한 연구가 진행되어 왔다. 알긴산 분해효소는 성게, 전복, 불가사리, 소라 등 해조류 섭식 동물이나 Streptomyces sp., Vibrio sp., Bacillus sp., Enterobacter sp.[8]와 Klebsiella aerogenses, Alginomonas alginica, Flabovacterium sp. 등에서 확인되었으며, 이외에도 해수와 해저 토양, 섭식동물들의 분변 등으로부터 알긴산 분해능이 우수한 균주들을 찾아내고 있다. 국내에서는 해조류에서 알긴산 분해력이 뛰어난 미생물 균주를 분리하여 생육특성을 연구한 바도 있다. 또한 균주가 생산하는 균체외 알긴산 분해효소에 대한 정제 및 특성을 보고한 적도 있다.</p> <p>한편 최근 화석연료에 의한 환경오염과 원유 등 자원고갈과 같은 사회 문제로 인해 재생 가능한 에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 자연계의 생물량을 이용한 바이오에너지 생산 관련 연구들이 주목 받고 있다. 특히 옥수수 등 식량자원을 이용한 바이오에너지 생산으로 인한 식량가격 상승 등의 문제점을 극복하기 위한 대안으로 해조류가 주목을 받고 있으며 해조류를 이용한 바이오에너지 생산을 위해 알긴산 분해능이 뛰어난 분해효소가 요구되고 있다.</p> <p>따라서 본 연구에서는 해조류를 이용한 바이오에너지 개발과 식의약소재로 활용가능한 알긴산 올리고당을 효소적으로 제조하기 위한 기초 연구로서 알긴산 분해능이 우수한 새로운 미생물 균주를 해조류 섭식동물에서 선별하고, 선별된 균주의 성장과 알긴산 분해 특성을 알아보고자 하였다.</p>