<h1>서 론</h1><p>\( \gamma \)-Aminobutyric acid (GABA)는 단백질에서 발견이 되지않는 비단백질성 아미노산으로 뇌와 척추에 존재하는 신경 전달물질로 혈류를 개선하며 뇌의 산소공급을 증가시켜 뇌의 대사촉진 및 뇌 기억을 증진시키는 뇌의 영양제로 알려져 있다. GABA의 뇌기능 개선작용은 뇌의 흥분성과 억제성의 2개의 시그널의 상호조절에 의한 원활한 정보전달에 기인하는 것인데, GABA는 신경전달물질 중 아미노산계 신경전달물질의 대표적 물질로서, 중풍, 치매예방, 기억력 증진, 불면 등에 효과가 있어 수험생관련 기능성 식품에 응용할 수 있으며, 식욕과 포만감에 영향을 주어 체중을 감소시키는 효과가 있다. 식물의 경우 식물체 내의 GABA는 glutamate에서 succinate에 이르는 GABA로의 전환을 통해 탄소골격의 제공 또는 아미노산 대사산물로서 작용하며, 해충의 공격 및 종자의 발아시 함량이 급격히 증진되는 등 식물세포의 활성화를 통한 성장과 자기보호기능에 중요한 역할을 한다. 또한 식물에서 GABA의 합성은 여러 외부 환경적 요인에 의해 영향을 받고 있으며, 식물체가 여러 환경적 스트레스에 대항하기 위한 수단의 하나로 GABA 생성체계를 가동시키는 것으로 추정된다. 이러한 기능성을 가진 GABA는 동 - 식물계에 널리 분포되어 있는데, 갑각류의 신경근 접합부, 포유동물의 소뇌등에 많이 존재하며, 식물에서는 차, 황기와 뽕 등에 널리 존재하며 홍국 (red yeast rice) 중에도 다량 존재하는 것으로 알려져 있다.</p><p>GABA의 생성기작은 세포내막에서 glutamic acid가 glutamate decarboxylase (GAD)의 효소에 의하여 탈탄산이 이루어지면서 glutamate가 antiporter에 의하여 세포안으로 쉽게 들어가게 되며 결과적으로 GABA가 세포 밖으로 유출되어 나온다. GABA는 아미노산의 전이반응에 의해 succinic semialdehyde로 전환된 다음 산화에 의하여 succinate가 된다. 이와같이 GABA의 대사는 에너지를 생산하고 TCA회로에서 산화를 위한 탄소의 공급, 질소 저장화합물 및 아미노산 대사산물 등의 여러 가지 기능이 알려져 있다.</p><p>이러한 GABA의 기능성이 알려지면서 의약품으로서 뿐만 아니라 기능성 식품소재로서 관심이 높아지고 있다. 현재 GABA는 현미, 녹차, 맥아, 배추 등에 자연적으로 약간 함유되어 있으나 그 함량이 낮아 자연 식품으로 섭취하는 양으로는 생리활성을 기대하기 어렵다. 이러한 식물들의 GABA 함유량을 높이기 위해서 차잎과 보리맥아 제조시 발아된 보리의 혐기적 처리와 현미 발아시 glutamic acid 첨가를 통하여 식물체내 GABA 함량을 증가시켰다. 그러나 식물을 원재료로 한 GABA의 생산에는 한계가 있으므로 GABA 대량생산을 위해 미생물을 이용한 많은 연구가 수행되고 있다. 미생물을 이용한 연구로는 유산균을 starter로 하여 만들어진 cheese와 유산균 발효유에서 GABA가 생산되고 있으며, GABA를 생산하는 유산균으로는 Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum 등이 보고되고 있다.</p><p>따라서 본 연구에서는 MRS배지에 최대 전환 농도를 보인 \( 5 \%(\mathrm{w} / \mathrm{v}) \) 의 monosodium glutamic acid (MSG)를 첨가하여 고농도의 GABA생산을 위한 적정 배양조건을 확립하고 GAD의 보조요소로 탈탄산반응을 촉진시키는 Pyridoxal phosphate (PLP)를 첨가하여 GABA 생산의 증가효과를 조사하였다.</p>
\( \gamma \)-Aminobutyric acid가 어떻게 뇌의 대사촉진 및 뇌 기억을 증진시켜?
혈류를 개선하며 뇌의 산소공급을 증가