조건혐기성 미생물

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1. 개요
2. 기능
3. 병원균
- 3.1. 주요 병원성 조건혐기성 미생물
참조

1. 개요

조건혐기성 미생물은 산소 유무에 관계없이 호기성 및 혐기성 호흡을 모두 할 수 있어 다양한 환경에서 생존 가능한 미생물이다. 산소가 없는 환경에서 대체 전자 수용체를 사용하여 생존하며, 이러한 유연성 덕분에 환경 변화에 쉽게 적응할 수 있다. 생명을 위협하는 대부분의 병원균이 조건혐기성 미생물이며, 감염 시 숙주 조직 내 산소 수치를 감소시켜 생존에 유리하다. 주요 병원성 조건혐기성 미생물에는 대장균, 살모넬라, 폐렴구균, 인플루엔자균 등이 있다.

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조건혐기성 미생물
개요
정의	산소가 있는 환경과 없는 환경 모두에서 생존할 수 있는 생물
설명	조건에 따라 산소 호흡 또는 무산소 호흡을 할 수 있는 능력을 가짐
생리학적 특징
호흡 방식	산소가 존재할 때는 산소 호흡, 산소가 없을 때는 발효 또는 무산소 호흡
효소 시스템	산소 유무에 따라 다른 효소 시스템을 활성화
에너지 생성	산소 호흡 시: 효율적인 에너지 생성 (ATP) 무산소 호흡 시: 상대적으로 낮은 에너지 생성
미생물학적 특징
성장 조건	산소가 있는 환경과 없는 환경 모두에서 성장 가능
배양	산소가 있는 조건: 일반적인 배지에서 잘 자람 산소가 없는 조건: 특수한 무산소 배지 또는 환경 필요
예시	대장균 젖산균 효모
생태학적 특징
서식 환경	토양 물 동물의 장내 기타 다양한 환경
역할	유기물 분해 발효 질소 순환 병원성
산업적 응용
식품 산업	발효 식품 생산 (김치, 요구르트, 맥주 등) 식품 보존
의약 산업	항생제 생산 백신 개발
환경 산업	폐수 처리 생물학적 정화
의학적 중요성
병원균	일부 조건혐기성 세균은 병원균으로 작용 예: 대장균 (일부 균주), 클로스트리디움
감염	산소가 부족한 환경 (예: 상처 부위)에서 감염 유발 가능 괴저 등
기타
참고	조건혐기성 생물은 환경 변화에 대한 적응력이 뛰어남 다양한 생태계에서 중요한 역할 수행

2. 기능

조건혐기성 미생물은 산소 또는 대체 전자 수용체를 사용하여 호기성 및 혐기성 호흡을 모두 할 수 있기 때문에 산소 유무에 관계없이 성장할 수 있다.^[11] 예를 들어, 산소가 없는 환경에서 대장균은 푸마르산, 질산염, 아질산염, 다이메틸 설폭사이드, 트라이메틸아민 N-옥사이드를 전자 수용체로 사용할 수 있다.^[11] 이러한 유연성 덕분에 조건혐기성 미생물은 다양한 환경, 특히 환경 조건이 자주 변하는 곳에서 생존할 수 있다.^[1]

일부 원생생물 종은 ATP 생산을 향상시키기 위해 조건혐기성 대사를 사용하며, 이 과정을 통해 일부는 수소를 생성할 수 있다.^[12]

3. 병원균

조건혐기성 미생물은 산소 유무에 관계없이 생장할 수 있어 다양한 환경에서 생존하며, 변화하는 조건에 쉽게 적응하여 다른 세균보다 유리하다. 생명을 위협하는 대부분의 병원균은 조건혐기성 미생물이다.^[1]

조건혐기성 병원균은 감염 시 숙주 장기 조직 내 산소 수치를 감소시킨다.^[13] 이는 반응성 산소 종(ROS) 형성을 억제하여 세균에 유리하게 작용한다.^[1]

3. 1. 주요 병원성 조건혐기성 미생물

병원성 조건혐기성 미생물의 예는 다음과 같다.

대장균(E. coli): 그람 음성균으로, 장내 세균총의 일부이지만, 병원성 균주는 장염, 요로 감염 등을 유발할 수 있다.
살모넬라(Salmonella): 그람 음성균으로, 식중독의 주요 원인균 중 하나이다.
폐렴구균(Streptococcus pneumoniae): 그람 양성균으로, 폐렴, 뇌수막염, 패혈증 등을 유발할 수 있다. 대한민국에서는 국가 예방 접종 사업을 통해 폐렴구균 백신 접종을 지원하고 있다.
인플루엔자균(Haemophilus influenzae): 그람 음성균으로, 주로 소아에서 뇌수막염, 폐렴 등을 유발한다.

참조

_[1] 간행물 The selective advantage of facultative anaerobes relies on their unique ability to cope with changing oxygen levels during infection https://onlinelibrar[...] 2021-08
_[2] 간행물 Bacterial Fermentation http://dx.doi.org/10[...] 2001-04-19
_[3] 서적 Sherris Medical Microbiology McGraw Hill
_[4] 서적 Bacteria in Biology, Biotechnology and Medicine Wiley
_[5] 서적 The Fungi Academic Press
_[6] 간행물 On the Anaerobic Metabolism of Three Species of ''Nereis'' (Annelida) https://www.int-res.[...] 1979-11-30
_[7] 논문 Mechanisms determining aerobic or anaerobic growth in the facultative anaerobe Salmonella typhimurium. https://doi.org/10.1[...] 1985
_[8] 논문 Dimeric and tetrameric phosphofructokinase and the Pasteur effect in Escherichia coli K-12. https://core.ac.uk/ 1974
_[9] 논문 Mémoire sur la fermentation applée lactique 1857
_[10] 논문 Systems analysis of transcription factor activities in environments with stable and dynamic oxygen concentrations. https://doi.org/10.1[...] 2012
_[11] 간행물 Oxygen regulated gene expression in Escherichia coli: Control of anaerobic respiration by the FNR protein http://link.springer[...] 1991
_[12] 간행물 Intermediary Metabolism in Protists: a Sequence-based View of Facultative Anaerobic Metabolism in Evolutionarily Diverse Eukaryotes 2010-12-01
_[13] 간행물 Low-oxygen tensions found in S almonella -infected gut tissue boost S almonella replication in macrophages by impairing antimicrobial activity and augmenting S almonella virulence: Hypoxia and Salmonella replication 2015-12
_[14] 웹사이트 http://textbookofbac[...]

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