Light-dependent Hydrogen Production in Chlorobium limicola f. thiosulfatophilum NCIB 8327: A Possibility of Regulation via Glutamine Synthetase

Chlorobium limicola f. thiosulfatophilum NCIB 8327에서의 광수소발생 조절 기작에 대하여

Chlorobium liimicola f. thiosulfatophilum NCIB 8327 was grown on modified Pfennig's medium using ammonium chloride. glutamine. glutamate, or dinitrogen gas as nitrogen sources. Except for the case of dinitrogen gas. the extent of gro\\1h was almost the s~me. The specific activity of glutamine synthetase in crude extracts is the highest in the cells which were grown on the medium containing glutamate. hut that of glutamate synthase is uniform for all four nitrogen sources. When the concentration of ammonium ions increases in the reaction mixture. the specific activity of glutamine synthetase in crude extract from the cells grown on glutamate decreases. hut that of glutamate dehydrogenase increases. whereas that of glutamate synthase remains unchanged. When the concentration of methionine sulfoximine increases, the activity of glutamine synthetases decreases rapidly. On the other hand. when the concentration of ammonium ions increases in the reaction mixture gradually. the activity of glutamine synthetase from the cells grown on higher concentration of ammonium ions less decreases. In the presence of light. the activity of glutamine synthetase increases. hut in the dark it decreases gradually. The production of hydrogen in intact cells depends on light. It is inhihited by adding ammonium ions. hut restores immediately hy adding methionine sulfoximine. The produclion of hydrogen in this strain can he mediated by nitrogenase only. and regulated hy glutamine synthetase.

녹색황세균인 Chlorobium limicola f.thiosulfaphilum NCIB 8327 의 성장은 암모늄, glutamine, glutamate 와 질소가스를 각각의 질소원으로 사용하여 배양한 것 중에서 질소가스를 제외하고는 거의 일정하였고, 황화수소만 있을 경우보다 티오황산을 첨가하였을 때 좀 더 잘자랐고, 아세트산을 더 첨가하였을 때 매우 잘 자랐다. 4가지 서로 다른 질소원으로 키운 세포들 중에서 glutamine synthetase 의 specific activity 는 glutamate 를 질소원으로 키운 세포의 파쇠액에서 최고 높았지만, glutamate synthase 의 경우는 거의 일정하였다. Glutamate 에서 키운 세포의 파쇠액 중에서 반응액의 암모늄의 농도가 높아진 경우, Glutamine synthetase 의 활성은 낮아지고, glutamate synthase 의 활성은 일정하며, glutamate dehydrogenase 의 활성은 높아졌다. 암모늄의 농도를 달리하여 키운 세포의 파쇄액들 중에서 반응액의 암모늄이온의 농도가 높아짐에 따라 높은 농도의 암모늄이온에서 키운 세포의 파쇄액에서의 glutamine synthetase 의 활성이 비교적 덜 불활성화 되엇다. Glutamine synthetase 는 methionine sulfoximine 의 농도라 높아짐에 다라 더 빨리 불활성화되었다. Glutamine synthetase 는 methionine sulfoximine 의 농도가 높아짐에 따라 더 빨리 불활성화되었다. Glutamine synthetase 는 빛에 있을 경우 활성이 증가하였고, 어두운 곳에서는 활성이 점차 낮아졌다. 온정한 세포에서의 수소발생은 빛에 의존하였고, 첨가된 암모늄 이온에 의해 저해되지만, netguibube sulfoximine 에 의해 곧바로 회복되었다. 수소발생이 빛에 의존하고, 암모늄이온에 의해 쉽게 저해되었다. Methionine sulfoximine 에 의해 빠르게 회복되는 것으로 보아, 본 균주는 nitrogenase 에 의해 수소밸생이 일어나며 glutamine synthetase 의 간접적인 조절을 받는 것으로 추정된다.