절대호기성 미생물
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1. 개요
절대 호기성 미생물은 산소가 없는 환경에서는 생존할 수 없고 산소를 이용하여 에너지를 얻는 미생물을 의미한다. 동물, 대부분의 곰팡이, 그리고 몇몇 세균과 조류가 절대 호기성 미생물에 속한다. 절대 호기성 미생물은 산소 부족 환경에서 전자 수용체의 가용성에 따라 발효적 수소 생산과 수소 산화 사이를 전환하거나, 산화 스트레스 환경에서 면역 체계를 사용하여 생존 전략을 사용한다.
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| 절대호기성 미생물 | |
|---|---|
| 분류 | |
| 정의 | 산소 존재 하에서만 생존하고 성장할 수 있는 미생물 |
| 필요 조건 | 산소 |
| 추가 설명 | 산소를 이용하여 세포 호흡을 통해 ATP를 생성 산소가 없는 환경에서는 생존 불가 |
| 특징 | |
| 산소 활용 | 산소를 최종 전자 수용체로 사용 산소 농도에 민감 |
| 생존 메커니즘 | 활성 산소로부터 세포를 보호하는 효소 보유 (슈퍼옥사이드 디스뮤테이스, 카탈레이스) |
| 생태적 중요성 | |
| 역할 | 토양, 물, 인체 등 다양한 환경에서 발견 생태계 내에서 탄소 순환, 질소 순환 등 중요한 역할 수행 |
| 예시 | 결핵균 (Mycobacterium tuberculosis) 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa) |
| 참고 자료 | |
| 서적 | Prescott LM, Harley JP, Klein DA, Microbiology, Wm. C. Brown Publishers, 1996, 3판, pp. 130–131, ISBN 0-697-29390-4 Hogg, S., Essential Microbiology, Wiley, 2005, 1판, pp. 99–100, 118–148, ISBN 0-471-49754-1 |
| 웹사이트 | Kenneth Todar, Madison WI, Nutrition and Growth of Bacteria |
2. 예시
생물 중에서는 거의 모든 동물, 대부분의 곰팡이, 그리고 몇몇 세균이 절대 호기성 미생물이다.[3]
;동물
:거의 모든 동물은 절대 호기성 생물이다.[3]
;곰팡이
:거의 모든 곰팡이는 절대 호기성 미생물이다.[3] 효모를 제외한 대부분의 곰팡이는 절대 호기성 미생물이다.[1]
;세균
:세균 중에서는 결핵균(산성 염색),[3][5] 바실루스(그람 양성균),[3] 별아교세균(그람 양성균) 등이 절대 호기성 미생물에 속한다.[3][6] 독특한 절대 호기성 미생물로는 방선균 ''Streptomyces coelicolor''가 있는데, 이는 그람 양성균이며 토양에 서식하고 문 방선균문에 속한다.[7] 이 미생물의 게놈은 조건적 혐기성 세균 및 절대 혐기성 세균에서 혐기성 대사에 일반적으로 기인하는 기능을 가진 수많은 효소를 암호화하기 때문에 독특하다.[7]
;조류
:거의 모든 조류는 절대 호기성 미생물이다.[1]
2. 1. 동물
거의 모든 동물은 절대 호기성 생물이다.[3]2. 2. 곰팡이
거의 모든 곰팡이는 절대 호기성 미생물이다.[3] 효모를 제외한 대부분의 곰팡이는 절대 호기성 미생물이다.[1]2. 3. 세균
세균 중에서는 결핵균(산성 염색),[3][5] 바실루스(그람 양성균),[3] 별아교세균(그람 양성균) 등이 절대 호기성 미생물에 속한다.[3][6] 독특한 절대 호기성 미생물로는 방선균 ''Streptomyces coelicolor''가 있는데, 이는 그람 양성균이며 토양에 서식하고 문 방선균문에 속한다.[7] 이 미생물의 게놈은 조건적 혐기성 세균 및 절대 혐기성 세균에서 혐기성 대사에 일반적으로 기인하는 기능을 가진 수많은 효소를 암호화하기 때문에 독특하다.[7]2. 4. 조류
거의 모든 조류는 절대 호기성 미생물이다.[1]3. 생존 전략
절대호기성 미생물이 일시적으로 산소가 부족한 환경에 처하면 생존을 위해 여러 전략을 사용해야 한다.[8] 이러한 조건에서, ''Mycobacterium smegmatis''는 전자 수용체의 가용성에 따라 발효적 수소 생산과 산소 또는 푸마르산 환원을 이용한 수소 산화 사이를 빠르게 전환할 수 있다.[8] 이는 절대호기성 미생물에서 수소 생산이 관찰된 최초의 사례이다.[8] 또한 mycobacterium에서의 발효를 확인해주며, 수소가 성장뿐만 아니라 생존에도 역할을 한다는 증거가 된다.[8]
산소가 풍부한 환경에서도 문제가 발생할 수 있는데, 이는 대부분 산화 스트레스와 관련이 있다. 이러한 현상은 주로 환경의 오염과 방사선으로 인해 유기체의 세포 내에서 활성 산소와 항산화제 간의 불균형이 발생할 때 나타난다. 절대호기성 미생물은 유기체의 면역 체계를 사용하여 이러한 불균형을 조절함으로써 이 현상에서 생존한다.[9]
3. 1. 산소 부족 환경
절대호기성 미생물이 일시적으로 산소가 부족한 환경에 처하면 생존을 위해 여러 전략을 사용해야 한다.[8] 이러한 조건에서, ''Mycobacterium smegmatis''는 전자 수용체의 가용성에 따라 발효적 수소 생산과 산소 또는 푸마르산 환원을 이용한 수소 산화 사이를 빠르게 전환할 수 있다.[8] 이는 절대호기성 미생물에서 수소 생산이 관찰된 최초의 사례이다.[8] 또한 mycobacterium에서의 발효를 확인해주며, 수소가 성장뿐만 아니라 생존에도 역할을 한다는 증거가 된다.[8]3. 2. 산화 스트레스 환경
절대호기성 미생물이 일시적으로 산소가 부족한 환경에 처하면 생존을 위해 여러 전략을 사용해야 한다.[8] 이러한 조건에서, ''Mycobacterium smegmatis''는 전자 수용체의 가용성에 따라 발효적 수소 생산과 산소 또는 푸마르산 환원을 이용한 수소 산화 사이를 빠르게 전환할 수 있다.[8] 이는 절대호기성 미생물에서 수소 생산이 관찰된 최초의 사례이다.[8] 또한 mycobacterium에서의 발효를 확인해주며, 수소가 성장뿐만 아니라 생존에도 역할을 한다는 증거가 된다.[8]산소가 풍부한 환경에서도 문제가 발생할 수 있는데, 이는 대부분 산화 스트레스와 관련이 있다. 산화 스트레스 현상은 주로 환경의 오염과 방사선으로 인해 유기체의 세포 내에서 활성 산소와 항산화제 간의 불균형이 발생할 때 나타난다. 절대호기성 미생물은 유기체의 면역 체계를 사용하여 이러한 불균형을 조절한다.[9]
참조
[1]
서적
Microbiology
Wm. C. Brown Publishers
[2]
서적
Essential Microbiology
Wiley
[3]
웹사이트
Obligate aerobe - definition from Biology-Online.org
http://www.biology-o[...]
Biology-Online, n.d.
2009-12-12
[4]
웹사이트
Nutrition and Growth of Bacteria
http://textbookofbac[...]
2021-04-20
[5]
서적
Review of Medical Microbiology and Immunology
McGraw-Hill
[6]
서적
Sherris Medical Microbiology
McGraw Hill
[7]
간행물
The obligate aerobe Streptomyces coelicolor A3(2) synthesizes three active respiratory nitrate reductases
[8]
간행물
An obligately aerobic spirillum fermentative hydrogen production to survive reductive stress during hypoxia
2014-08-05
[9]
웹사이트
What is oxidative stress? Effects on the body and how to reduce
https://www.medicaln[...]
2019-04-03
[10]
URL
textbookofbacteriology.net/nutgro_4.html
http://textbookofbac[...]
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