인공 전자전달체와 외부 공급 전자에 의한 부탄올 생산 향상 연구

Abstract

종속영양 미생물들은 기질의 전자가 전자 수용체로 전달되면서 이화작용을 하면서 에너지를 얻는다. Clostridium과 같은 혐기성 미생물들은 전자 수용체로 유기물을 이용하고, 최종 산물로 휘발성 지방산 또는 알코올 등을 생산한다. 따라서 혐기성 미생물의 전자전달의 조절은 최종 산물인 휘발성 지방산의 생산에 영향을 미칠 수 있다.

본 연구에서는 부탄올을 생산하는 혐기성 미생물인 Clostridium beijerinckii NCIMB 8052의 전자 공급에 따른 부탄올 생산 효과를 평가 하였다.

세포 안으로 원활한 전자 공급을 위하여 인공 전자전달체 3종을 선정하였다. 그 종류로는 Neutral Red(NR), Methyl Viologen(MV), Disodium Anthraquinone-2,6-disulfonate(2,6-AQDS)가 사용하였다.

실험 결과 NR가 포함 된 C. beijerinckii NCIMB 8052에서는 부탄올이 1.28배 높게 나타났고 미생물의 생육도 증가하였다.

전극에서 전자가 공급되는 것을 확인하기 위해 linear sweep voltammetry(LSV)를 측정하였다. 그 결과 NR가 포함 된 배양에서 시간에 따라 전류가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

이를 통해 외부에서 공급된 전자가 인공 전자전달체인 NR를 통해 C. beijerinckii NCIMB 8052에 전자를 공급하여 부탄올을 향상시킨 것을 확인할 수 있었다.