Methionine을 기질로 한 알카리성 bacillus sp. alk-32의 ethylene 생성에 대한 연구

Abstract

An alkalophilic Bacillus sp. Alk-32, isolated from soil, produced ethylene. The purpose of this paper is to stude the effects of various substrates on biosynthesis of ethylene and to maximize the effenciency of ethylene biosynthesis in intact cell by the Bacillus sp. Alk-32. In intact cell, optinum condition for ethylene production was achieved at pH 10.3 and 30℃. Ethlene was effectively produced from methionine and increased by addition of CuCl_(2). In observation of relationship of cell growth and ethylene production according to incubation times, the most amount of ethylene synthesis occur for exponential of growth. so, ethylene formation can be associated with growth. As the result, methionine may be precursors of ethylene. In observation of relationship ethylene production and methionine according to incubation times, as ethylene production was increased, methionine in culture medium was decreased. Growth phase of methionine addition for ethylene production was effective at early exponential phase. And ethylene production was more effective in one case, addtion of methionine at one time in early exponential phase than in the other case, addtion of methionine divisionally in lag phase and early exponential phase.;호알칼리성 Bacillus sp. Alk-32 는 토양으로 부터 분리된 ethylene생성능을 가진 균주이다. 이 균주의 ethlene생성 효율을 높이기 위하여 intact cell에 의한 배양 조건과 기질 처리 조건을 조사하였다. Bacillus sp. Alk-32의 최적 ethtline생성 온도는 30℃, pH는 10.3 이었고 전 배양시 대수 증식 말기까지 배양 시킨 균체를 초기 접종 농도가 파장 660 nm에서 흡광도 0.1-0.15 가 되도록 접종 하였을 때 ethylene생성에 효과적이었다. 각종 유기산과 아미노산, 당류, chemical과 metal agents 의 다양한 ethylene 생성 효과를 검토한 결과, 대체로 당류 보다는 methionine 과 itaconic acid, sodium acetate, 순서로 효과가 좋았다. 특히, Methionin(Met)은 현저한 효과가 있었고 다른 기질과의 혼합 첨가시에는 metal agents중 CuCl_(2) 를 첨가 하였을 때 가장 많은 ethylene생성을 보였다. Ethylene생성 속도가 가장 빠른 대수 증식기에는 최대의 ethylene생성을 위한 Methionine의 적정 농도가 200 mM 이었으나 ethylene생성이 거의 이루어지지 않는 48 시간 배양 후에 최종 ethylene생성량은 100 mM 에서 더 많았다. Ethylene생성과 Methionine과의 관계는 ethylene생성이 급격히 증가하는 대수 증식기에 Methionine의 양도 현저한 감소를 보였으며, 이 균의 growth phase중 ethylene생성을 위한 최적의 첨가 시기는 대수 증식 초기가 가장 효과적이었다. 첨가 방법은 배양 초기와 대수 증식 초기에 두차례에 거쳐 분할 첨가를 조사 하였으나, 이러한 분할 첨가 보다는 대수 증식 초기에 단일 첨가가 ethylene생성에 더 효과적이었다. 또한 대수 증식 말기후에 ethylene생성의 급격한 저하 원인은 growth와 관계 되며, ethylene 생성에 필요한 충분한 산소 공급과 알칼리 조건을 유지 시킴으로써 ethylene 생성량을 향상 시킬수 있었다. 이상에서 살펴본 바에 의하면 Methionine은 Bacillus sp. Alk-32에 의한 ethylene생성의 전구물질로 이용되었고 균의 증식기에 가장 많은 ethylene이 생성 되어지므로 이러한 상태를 유지 시키고 Methionine의 이용 효율을 높임으로써 ethylene의 대량 생산을 기대할수 있을 것이다.