Chlorella ellipsoidea의 이소프레노이드와 당지질 지방산 조성에 미치는 pH 및 금속화합물의 영향

Abstract

영문초록: p. 94-96|Chlorella ellipsoidea 세포에서 이소프레노이드(isoprenoid)와 당지질 생합성, 당지질 지방산 조성에 미치는 pH와 HgCl_(2)(7ppm), CdCl_(2)(10ppm), PbCl_(2)(20ppm)의 영향을 분석하였다. 세포의 생장과 이소프레노이드(isoprenoid), 총 지방산 메틸 에스테르(total fatty acid methyl esters), 모노갈락토실디아실글리세롤(monogalactosyldiacylglycerol, MGDG), 디갈락토실디아실글리세롤(digalactosyldiacylglycerol, DGDG)의 함량은 대조구에 비해 pH 4.0배지와 금속화합물 처리구에서 현저히 감소하였다. C. ellipsoidea 세포의 이소프레노이드 합성의 전구물질인 세스퀴테르펜(sesquiterpene, ST) 계열인 펜타데칸(pentadecane)과 디테르펜(diterepene) 계열인 피톨(phytol)의 생성율이 대조구에서 높았고, pH 4.0 배지 및 pH 9.0배지, 그리고 여러 가지 금속화합물을 처리할때 생성율이 억제되었으며, 총 지질(total lipid)의 합성은 46%이상의 높은 억제율을 나타냈는데, 특히 PbCl_(2) 처리구에서 75.5%의 높은 억제효과를 나타내었다. 배지의 pH변화에 따른 당지질 합성은 4.0배지에서 56%, pH 9.0배지에서 49%의 억제율을 나타냈고, MGDG 합성은 pH 4.0배지에 Cd를 첨가한 처리구가 76%, pH 9.0배지에 Cd를 첨가한 처리구가 69%로 처리한 금속 화합물중 가장 높은 억제율을 나타냈다. DGDG 합성은 pH 4.0배지에 Pb을 첨가한 처리구에서 83%, pH 9.0배지에 Pb을 첨가한 처리구에서 78%의 높은 억제율을 각각 나타냈으며, C. ellipsoidea 대조구의 총 지질 중 MGDG와 DGDG 함량이 45-50%를 차지하는 것으로 확인되었다. 당지질 생합성 과정에서 MGDG에 함유된 갈락토오스(galactose) 함량은 pH 4.0-Pb 처리구는 47%, pH 9.0-Pb 처리구는 41%의 억제 효과를 나타냈으며, DGDG의 갈락토오스 함량은 pH 4.0-Pb 처리구 30%, pH 9.0-Pb 처리구 59%의 억제 효과를 나타냈다. 당지질을 구성하는 주요 지방산은 정상 배지에서 배양 하는동안 C. ellipsoidea의 당지질 종류에 따라 차이가 있었다. C. ellipsoidea 대조구의 당지질을 구성하는 지방산중 불포화 지방산인 팔미토레익산(palmitoleic acid)이 MGDG에서 21.2%, DGDG에서 30.4%로 공통적으로 많은 함량을 보였으며, MGDG의 경우 포화 지방산인 팔미트산(palmitic acid)이 12.4%, DGDG의 경우 리놀레산(linoleic acid)이 14.8%로 많은 함량을 나타내었다. pH 4.0-Hg배지에서 생장한 C. ellipsoidea의 MGDG와 DGDG는 전반적으로 팔미토?뮌敲遠? 각각 24.6%, 25.6%의 함량을 나타내었고, MGDG 에서는 팔미트산 15.9%, DGDG 는 올레산(oleic acid) 8.3%로 나타났다. 한편, pH 9.0-Hg 배지에서는 전반적으로 MGDG와 DGDG합성에 팔미트산이 각각 17.4%, 17.7% 도입되었고, MGDG의 경우 스테아르산(stearic acid) 9.21%, 리놀레산이 DGDG에서 13.6%의 함량을 보였다. pH4.0-Cd 배지에서 MGDG의 주요 지방산은 팔미톨레익산 19.7%와 팔미트산 20.7%였으며, DGDG에서는 팔미토레익산 17.7%와 스테아르산 15.1%의 함량을 나타내었다. pH 9.0-Cd 배지에서는 전반적으로 팔미트산 19.7%가 나타났고, 리놀레산이 MGDG와 DGDG 형성에 각각 10.9%, 16.8%의 함량을 보였다. pH 4.0-Pb 배지에서 당지질 형성의 주요 지방산은 18.4%의 팔미트산과 팔미토레익산 15.4%였으며, 리놀렌산(linolenic acid) 10.2%가 MGDG에 리놀레산 10.2%가 DGDG에 나타났다. MGDG와 DGDG 합성과정에서 pH 9.0-Pb 배지에 주로 사용된 지방산은 팔미트산이 각각 22.5%, 23.3%의 함량을 보였는데, MGDG가 생합성 될 때 올레산 7.87%, 리놀레산 13.92%가 DGDG가 생합성 될 때 나타났다.|For the biosynthesis of isoprenoid, and galactolipid, and galactose, along with their various compositions of fatty acids in Chlorella ellipsoidea, the effects of pH (4.0, 9.0), HgCl_(2) (7ppm), CdCl_(2) (10ppm), and PbCl_(2) (20ppm) were analyzed. Growth and the contents of isoprenoid, total fatty acid methyl esters, monogalactosyldiacylglyderol monogalactosyldiacylglycerol (MGDG), and digalactosyldiacylglycerol (DGDG), in treatment with pH 4.0 and metal compounds, were lower than those of the control. In C. ellipsoidea, pentadecane of the sesquiterpene family and phytol of the diterpene family were confirmed to be higher in isoprenoid biosynthesis of the control, while in treatment with pH (4.0, 9.0) and metal compounds they were lower by over 50% compared with the control. Biosynthesis of total lipid was lower by over 46% to compared with the control, and especially, PbCl_(2) treatment showed a high reduction effect of over 75.5%. Galactolipid biosynthesis showed a higher reduction effect in pH 4.0 (56%) than in pH 9.0, and MGDG showed the highest reduction effects of 76% in CdCl_(2) treatment (pH 4.0) and 69% in CdCl_(2) treatment (pH 9.0). Other wise, DGDG showed the highest reduction effects of 83% in PbCl_(2) treatment (pH 4.0) and 78% in PbCl_(2) treatment (pH 9.0). Of the total lipids, 45-50% were composed of MGDG and DGDG in control of Chlorella ellipsoidea. The contents of galactose in MGDG showed reduction effects of 59% in PbCl_(2) treatment (pH 4.0) and 54% in PbCl_(2) treatment (pH 9.0). Galactose in DGDG showed reduction effects of 62% in CdCl_(2) treatment (pH 4.0) and 59% in PbCl_(2) treatment (pH 9.0). In C. ellipsoidea, the major fatty acids utilized for biosynthesis of MGDG were palmitoleic acid (av. 21.19%) and palmitic acid (av. 12.43%) in the control. Otherwise, the major fatty acids utilized were palmitoleic acid (av. 24.55%) and palmitic acid (av. 17.41%) in treatment with HgCl_(2)-pH 4.0, palmitic acid (av. 17.41%) and stearic acid (av. 9.21%) in HgCl_(2)-pH 9.0. In treatment with CdCl_(2)-pH 4.0, palmitoleic acid (av. 19.70%) and palmitic acid (av. 20.71%) were used in MGDG formation. It was confirmed that CdCl_(2)-pH 9.0 treatment consisted of palmitic acid (av. 19.69%) and linoleic acid (av. 10.94%). The major fatty acids utilized in MGDG were palmitic acid (av. 18.37%) and linolenic acid (av. 10.17%) in PbCl_(2)-pH 4.0, and palmitic acid (av. 22.47%) and oleic acid (av. 7.87%) in PbCl_(2)-pH 9.0. Other wise, and the major fatty acids utilized in DGDG were palmitoleic acid (av. 30.43%) and palmitic acid (av. 14.80%) in the control. The major fatty acids utilized were for palmitoleic acid (av. 25.57%) and oleic acid (av. 8.28%) in treatment with HgCl_(2)-pH 4.0, palmitic acid (av. 17.70%) and linoleic acid (av. 13.59%) in HgCl_(2)-pH 9.0. In treatment with CdCl_(2)-pH 4.0, palmitoleic acid (av. 17.67%) and stearic acid (av. 15.09%) were used in DGDG formation. It was confirmed that CdCl_(2)-pH 9.0 treatment consisted of palmitic acid (av. 19.69%) and linoleic acid (av. 16.87%). The major fatty acids utilized in DGDG were palmitoleic acid (ave.av. 15.42%) and linoleic acid (av. 10.22%) in PbCl_(2)-pH 4.0, and palmitic acid (av. 23.30%) and oleic acid (av. 13.92%) in PbCl_(2)-pH 9.0.