이 실험에서는 \( \mathrm { Na } _ { 2 } \mathrm { HPO } _ { 4 } \)를 \(0~3. 0 \%\)로 각각 첨가하여 배양하였으며, 이 결과 1.0%에서 생육도 및 생합성능이 높았다. 그러나 균 특이성에 따라 결과가 다르게 나타날 수 있으므로, 이 균주의 배양 특성에 대한 추가 연구가 요구된다. Serratia marcscens와 같이 prodigiosin의 주요 생산자에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으므로, 이 균주도 최적의 색소 생합성 조건을 확립하기 위한 다양한 연구가 필요하다고 본다.
<p>질소원의 영향: 질소원은 미생물의 대사증식에 결정적인 영향을 미치는 성분으로, malt extract, peptone, yeast extract의 유기질소원과 \( \mathrm { NH } _ { 4 } \mathrm { NO } _ { 3 } , \mathrm { NaNO } _ { 3 } , \left ( \mathrm { NH } _ { 4 } \right )_ { 2 } \mathrm { HPO } _ { 4 } , \mathrm { KNO } _ { 3 } \) \( \left ( \mathrm { NH } _ { 4 } \right )_ { 2 } \mathrm { SO } _ { 4 } \) 의 무기질소원을 첨가하여 실험하였다(Table \(1 \)). 그 결과 모든 질소원이 대조구에 비하여 균체성장 및 pigment 생합성량이 증가함을 관찰할 수 있었고 유기질소원의 경우 malt extract, 무기 질소원의 경우 \( \left ( \mathrm { NH } _ { 4 } \right )_ { 2 } \mathrm { HPO } _ { 4 } \) 각각 약 \( 193 \% \) 및 \( 177 \% \) 의 생합성량을 증가시켰다. 특히 prodigiosin의 생합성은 여러 아미노산으로부터 합성된다고 보고된 바 있어 질소원이 중요한 역할을 한다. Pigment 생합성량의 증가율이 가장 높은 malt extract에 대하여 농도 별로 실험한 결과(Fig. \(6 \)B) 최적농도는 \( 1.5 \% \) 로 나타났으며 pigment의 생합성량을 2 배 이상 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 고농도일 경우 초기에는 성장 및 생합성량이 감소 하였으나 시간이 경과함에 따라 균체성장 및 생합성량이 급격히 증가함을 보였다. 이는 malt extract가 고분자 물질이므로 이를 이용하는 과정에 있어 초기에는 고농도로 인한 catabolite repressor로 작용하지만 기질이 분해됨으로 인한 아미노산 등의 배지 내 농도 증가에 의해 생합성량이 급격히 증가한 것으로 사료된다.</p> <p>무기염류의 첨가 효과: 미생물이 생산하는 이차대사산물의 생산에 있어 금속염은 중요한 역할을 한다고 알려져 있으며 특히 해양미생물의 경우 해수에 무기염류가 풍부함에 따라 금속염의 영향이 더욱 중요할 것으로 사료된 바 기본배지에 무기염류 \( \mathrm { BaCl } _ { 2 } , \mathrm { CaCl } _ { 2 } , \mathrm { KCl } , \mathrm { MgCl } _ { 2 } \mathrm { Na } _ { 2 } \mathrm { HPO } _ { 4 } \) 를 \( 0.1 \% \) (w/ v) 농도로 첨가하여 균체성장 및 pigment 생합성에 미치는 영향을 조사하였다(Table \(1 \)). 예비실험을 통해 \( \mathrm { CuSO } _ { 4 } \), \( \mathrm { FeCl } _ { 2 } , \mathrm { HgCl } _ { 2 } , \mathrm { NiCl } _ { 2 } , \mathrm { ZnCl } _ { 2 } \) 에서 \(72 \)시간 동안 배양한 결과 균성장이 이루어 지지 않아 중금속염의 첨가는 균체성장 및 pigment 생합성의 저해요인으로 작용하는 것으로 사료되었다(Data not shown). 이는 중금속이 - \( \mathrm { SH } \) 작용기를 가진 단백질과 결합하면 단백질을 비활성화 시키는 것과 연관된 결과라 생각된다. 실험결과 \( \mathrm { BaCl } _ { 2 } , \mathrm { Na } _ { 2 } \mathrm { HPO } _ { 4 } \) 의 경우 대조구에 비해 균체의 성장 및 pigment 생합성이 증대됨이 관찰되었으며, \( \mathrm { MgCl } _ { 2 } \) 의 경우는 균체의 성장은 대조구와 유사하였으나 pigment 생합성은 증대되는 양상을 보여 \( \mathrm { Mg } ^ { + } \)가 생합성 과정에 영향을 미치는 것으로 생각되며 \( \mathrm { Na } _ { 2 } \mathrm { HPO } _ { 4 } \) 의 경우 가장 높은 생육도 및 생합성량의 증가를 나타냈다.</p> <p>이에 따라 \( \mathrm { Na } _ { 2 } \mathrm { HPO } _ { 4 } \) 를 \(0~3.0 \( \%(w/v)로 각각 첨가하여 배양한 결과(Fig. \(6 \)C) \( 1.0 \% \) 에서 생육도 및 생합성능이 높게 나타났으며 그 이상의 농도에서는 저해되는 양상을 보였다. S. marcscens의 비증식 세포에서 무기인산은 \( 0.3 \mathrm { mM } \) 이내에서 prodigiosin 생성을 급격히 증가시키지만 \(10~250 \) mM의 농도 범위에서는 감소시키는 경향을 나타낸다는 보고와는 다르게 나타났다. 하지만 이는 균 특이성이 크기 때문에 충분히 가능하다 생각되며 일정농도를 기준으로 양상자체는 유사하게 나타나 pigment 생합성은 무기인산의 농도와 관련이 있는 것으로 사료된다.</p> <h2>최적배지조성에 따른 pigment 생산에 대한 고찰</h2> <p>지금까지의 결과를 토대로 본 균주는 다량의 Prodigiosin 계열의 색소를 생합성 하는 것을 확인하였고 배지 및 배양조건을 조절하여 균체성장과 Prodigiosin 계열 색소의 생합성량을 증가시킬 수 있어 여러 생리활성이 알려진 Prodigiosin의 생산효율을 중가시킬 수 있는 기초자료로서 이용가치가 있을 것이라 사료되며 추가적인 연구가 필요하다고 보인다. 특히 본 연구에서 탐색하지 못한 아미노산 조성이 prodigiosin의 생합성에 미치는 영향을 연구할 필요성이 있다고 생각되며 이는 Serratia marcscens의 prodigiosin 생합성에 알라닌, 히스티딘, 프롤린 등의 아미노산이 생합성을 유발한다는 연구된 바 있기 때문이다. 미생물의 이차대 사산물생산 및 균의 성장촉진을 위한 최적배양조건의 탐색은 매우 광범위한 물질에 의해 쉅게 결정할 수 없는 분야이다. 이에 따라 본 균주의 경우에도 차 후 균주의 배양특성의 대한 심도 있는 연구가 요구되며 특히 prodigiosin의 대표적인 생산자인 Serratia marcscens의 경우 우수한 균주개발이 활발히 연구되고 있어 본 연구의 균주 또한 다양한 연구를 통해 최적 색소 생합성 조건을 확립한다면 새로운 해양생물 자원의 확보차원으로 가치가 있을 것이라고 사료된다.</p>