<h1>서 론</h1><p>Bordetella속의 세균은 사람을 포함한 다양한 동물의 호흡기관에 병을 일으키는 병원성 세균으로서, 그 중에서 Bordetella pertussis는 인간에게 백일해를 유발시키는 원인균이고, Bordetella bronchiseptica는 포유동물의 호흡기관에 집락을 형성하여 질병을 유발한다.</p><p>B. pertussis와 B. bronchiseptica는 호흡기의 점액성 표면에 감염을 일으키지만 혈류를 통해서 다른 조직으로 전이되지 않는 특징을 가진다. 이들 병원균이 감염을 이루게 되는 데는 여러 요소들이 관여하는데 그 중에서 철(iron)이 중요한 요인으로 작용한다. 철은 모든 세포에서 필수 영양소로 작용하는데 진핵 숙주세포 내에서는 단백질에 결합한 형태로 존재하므로 병원성 세균이 획득할 수 있는 자유로운 철(free iron)은 제한적이다. 따라서 병원성 세균들이 감염을 이루는데 있어서 제한된 조건에서 철을 이용할 수 있는 메커니즘을 가동시키는 것이 필수적이다. 또한 철은 세균들에 독성인자로서의 역할도 한다.</p><p>세균은 일반적으로 철을 획득하기 위한 두 가지의 시스템을 이용한다. 그 중 하나는 iron-chelating soluble siderophore로 철에 대한 높은 친화성을 이용하는 방법이고, 다른 하나는 숙주 단백질로부터 세포표면에 있는 transferrin이나 lactoferrin과 같은 특정 수용체를 통해 직접적으로 철을 획득하는 것이다. B. pertussis와 B. bronchiseptica는 putrescine을 전구체로 하여 alcaligin이라는 hydroxamate 형태의 siderophore를 생산하는데 macrocyclic dihydroxamate siderophore alcaligin의 분자구조인 1,8(s),11,8(s)-tetrahydroxy-1,6,11,16-tetraazacycloeicosane-2,5,12,15-tetrone (molecular formula, \( \mathrm{C}_{16} \mathrm{H}_{28} \mathrm{~N}_{4} \mathrm{O}_{8} \); molecular weight, 404)으로 확인되었다.</p><p>Alcaligin의 생합성에는 alcA, alcB, alcC, alcD, alcE 유전자들이 관여하며, 이들 유전자에 대한 Alc-LacZ fusion proteins 연구에서 이 alc 유전자들은 alcA 유전자의 상류 105bp부분에 위치하고 있는 alc promoter의 조절을 받는 operon으로 이루어져 있는 것으로 밝혀졌다. Bordetella에서 추정되는 alcaligin 생합성 경로는 ornithine decarboxylase의 활성에 의해서 putrescine이 생성되고, 만들어진 putrescine이 succinate와 반응하여 succinyl-hydroxy-putrescine이 생성되는 것으로 추정을 하고 있으며, 이 반응은 alcA가 coding하는 AlcA의 아미노산 서열을 바탕으로 유추되는 oxygenase의 활성에 의해 촉매되는 것으로 생각되어지고 있다. 이러한 alcaligine siderophore의 생합성 과정은 여러 측면에서 추정은 되고 있지만 직접적으로 증명된 바는 없다.</p><p>본 연구에서는 alcA 유전자가 B. bronchiseptica의 alcaligin의 생합성에 어떠한 역할을 하는지 알아보기 위해 alcA 유전자를 결손시킨 B. bronchiseptica의 돌연변이주를 구축한 후 complementation 실험으로 alcaligin siderophore 생합성에 alcA 유전자의 직접적인 관여를 증명하였고 앞으로 행해질 생화학적인 연구를 위한 실험재료를 구축하였다.</p>
어떤속의 세균이 사람을 포함한 다양한 동물의 호흡기관에 병을 일으키는 병원성 세균이니?
Bordetella