미생물의 책 32 아미노산 supplement 생산법

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32. 미생물을 이용한 아미노산 발효

단백질을 구성하는 아미노산은 20종류가 있는데 현재에는 모 아미노산이 미생물을 이용한 발효생산에 의해 생산되고 있다. 가장 생산량이 많은 것은 감칠맛 조미료에 이용되는 글루타민산인데, 다음에 많은 것은 가축용 사료 첨가물로서 이용되고 있는 라이신(lysine)이다. 가축의 사료로서 더 저렴한 것은 옥수수인데 옥수수의 단백질은 밸런스가 나빠 라이신이 부족하기 때문에 첨가물로서 라이신을 보충하는 것이다.

라이신 등의 아미노산은 대장균이나 코리네박테리움 등 안전성이 확인된 세균을 숙주로 하고, 돌연 변이나 유전자 재조합에 의해 특정 아미노산을 생산하게 되어진 균주를 육종하여 생산한다.

생물은 한정된 영양소를 낭비하지 않기 때문에 아미노산 등의 성분을 필요한 만큼만 합성하는 구조를 갖고 있다. 아미노산의 대사 경로에는 당을 분해하는 구연산 회로의 옥살아세트산(oxaloacetic acid)으로부터 아스파라긴산이 합성되고, 아스파라긴산을 출발점으로 하여 라이신이 합성된다. 그 동안, 라이신이 충분히 있으면 최초의 반응을 촉매하는 효소의 움직임을 정지시키는 피드백 저해가 일어나고, 라이신의 합성을 정지하는 것이다.

라이신을 대량 생산하기 위해서는 그 피드백 저해를 해제하여야 한다. 그래서 라이신과 유사한 구조를 가진 아날로그 합성물을 부여하면, 라이신이 없이 피드백 저해가 발동해 버리기 때문에 라이신 부족으로 사멸해 버린다. 피드백 저해가 해제된 돌연변이주만 살아남기 때문에 이러한 균주로부터 목적한 아미노산을 효율 좋게 합성하는 주를 선택하여 이용한다.

각종 아미노산은 영양 보급용의 supplement로서의 정제(錠劑)나 중증의 환자를 위한 수액성분, 또한 대사를 높이는 지방산 연소를 촉진하는 효과가 있는 아미노산을 조합한 스포츠 드링크 등에 폭 넓게 이용되고 있다.

요점 BOX
단백질을 구성하는 아미노산은 20종류
모두 아미노산이 미생물을 이용한 발효 생산
아미노산은 대사를 높이는 지방산 연소를 촉진한다.

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