Hybrid pathway를 가지는 pseudomonas putida 균주에 의한 니트로벤젠의 생물학적 분해

Abstract

TOL 과 TOD 대사경로의 hybrid pathway를 가진 균주에 의한 nitrobenzene의 대사가능성과 그 대사경로를 밝히는 연구를 수행하였다. P.putida TB101 균주에 의하여 nitrobenzene은 TOD 대사경로중의 toluene dioxygenase에 의하여 cis-1,2-dihydroxy-3-nitrocyclohexa-3,5-dien 형태로 전환된 후 TOL 대사경로로 유입되어 대사 된다. 이러한 대사 과정중 TOD와 TOL 대사경로를 연결시켜 주는 핵심적인 대사단계를 TOL 대사경로 중의 효소들의 활성을 조사함으로써 밝혔다. 이러한 연구를 통하여 정제된 toluate-cis-glycol dehydrogenase는 $NAD^+$ 존재하에서 cis-1,2-dihydroxy-3-nitrocyclohexa-3,5-dien을 catechol로 전환시키며 nitrite와 NADH를 유리시킨다는 사실을 밝혔다. Nitrobenzene에 대한 대사의 연구를 통하여 hybrid pathway 전체의 대사속도를 경정하는 단계는 toluene dioxygenase의 단계임을 알 수 있었다. 또한 tod operon의 지연된 발현으로 인하여 대사시 유도기가 존재한다. Toluene dioxygenase의 유전자인 todC1C1BA의 클로닝 작업을 통해 해당효소의 활성을 증폭시켰으며 이렇게 생성된 균주인 P.putida TB103은 P.putida TB101과 같은 대사 경로를 가지고 있으나 P.putida TB101에 비해 nitrobenzene에 대한 높은 분해속도를 보이며 유도기 또한 관찰되지 않는다.