| 저자(한글) |
GONG, Pai,WANG, Li-ying,SHANG, Li-guo,ZHAN, Yu-hua,PING, Shu-zhen,YAN, Yong-liang,LIN, Min |
| 초록 |
[목적] Pseudomonas stutzeri A1501 아질산염(nitrite) 환원 효소(reductase) 구조 유전자 nirS의 전사 조절 메커니즘(transcription Regulatory mechanism) 및 탈질소화(denitrification)에서의 기능을 연구하였다. [방법] nir S-lacZ 융합 벡터(fusion vector)를 구축하고 삼친 접합(triparental conjugation) 방법을 이용하여 야생형 A1501에 도입하였으며 β-갈락토시다아제(β-galactosidase) 활성의 측정을 통하여 서로 다른 산소 공급과 서로 다른 농도 조건에서의 질산염, 아질산염이 nirS 유전자 발현에 미치는 영향을 분석하였다. 또한, 해당 벡터를 rpoN 돌연변이주(mutant strain)에 도입하여 질소 대사(nitrogen metabolism) 조절 인자 RpoN이 nirS 유전자 전사에 미치는 영향을 연구하였다. 상동 재조합(homologous recombination) 방법을 통하여 nirS 돌연변이주를 구축하고 생화학적 표현형(biochemical phenotypes) 측정을 통하여 nirS가 탈질소화 과정에서의 기능을 확정하였다. [결과] 프로모터(promoter) 활성 측정 결과, 혐기성(anaerobic) 조건에서 nirS 유전자의 발현 수준이 높을 뿐만 아니라 호기성(aerobic) 조건에서 발현 수준의 4배이다. nirS의 발현은 질산염에 의해 유도되지만, 아질산염에 의해 유도되지 않는다. RpoN 돌연변이주에서 nirS의 발현 활성은 야생형의 1/4이고 nirS 프로모터는 RpoN의 보수적 결합 사이트(conservative binding sites)를 발견하지 못하였으며 nirS의 발현은 RpoN 간접적 조절의 영향을 받는다는 것을 밝혔다. 표현형 측정 결과, 질산염을 전자 수용체(Electron acceptor)로 할 때 ΔnirS의 탈질소화 능력은 약 20% 감소하고 아질산염을 전자 수용체로 할 때 ΔnirS는 미약한 탈질소화 능력이 있을 뿐만 아니라 nirS의 돌연변이는 탈질소화 조건에서 균체의 아질산염 이용 능력은 현저하게 줄었다. nirS의 돌연변이는 아질산염을 전자 수용체로 하는 탈질소화 조건에서 균체의 니트로게나아제 활성(nitrogenase activity)을 높였다. [결론] A1501에서 nirS 유전자의 전사는 외부 산소 및 질산염의 영향을 받는 동시에 질소 대사 Sigma 인자 RpoN의 조절 영향을 받는다. nirS는 A1501의 탈질소화 과정에서 결정적 역할을 하며 아질산염의 전사에 참여한다. |
