발효산업에서 응용하는 미생물의 대사 작용인 대사조절에 대해 알아본다. 미생물의 대사조절이란 증식중인 미생물에서 효소반응을 조절하여 세포 구성 성분의 항상성을 조절하는 현상을 말한다. 크게 두 가지로 Negative feedback(음성 되먹임) 작용과 Adaptation(적응) 이 있다. 음성 되먹임은 대사산물의 조절 기작에 따라 다시 나누어진다. 대사산물이 세포 내 DNA 전사 기작을 방해하여 효소의 생합성을 억제하는 Negative feedback repression과, 대사산물 합성의 이전 단계를 저해하는 Negative feedback inhibition이 있다. 대부분의 미생물은 포도당과 다른 당이 존재할 때 포도당이 다른 당에 대한 대사억제(glucose repression) 작용을 하여 glucose를 우선적으로 모두 분해한 이후에 다른 당을 분해할 수 있다. 라이신(lysine : Lys) 발효도 이와 비슷한 Negative feedback inhibition 기작을 이용하여 발효한다. 라이신 발효는 대사산물인 Lys와 Thr(트레오닌, threonine : Thr)이 함께 있을 때 대사의 첫 효소인 Aspartokinase를 저해하는 Concerted inhibition형태의 Negative Feeback inhibition 대사조절 기작 형태를 나타내고 있다. 이 과정에서 트레오닌 합성을 억제하는 식으로 저해 기작을 방해하면 계속하여 라이신을 생산하는 균주로 변이 시켜 산업에 이용할 수도 있다. 마지막으로 미생물이 생장이나 대사가 어려운 환경, 예를 들어 기질 제한적 환경 등에 의해 미생물이 스스로 유전자 변이를 일으켜 환경을 극복하고자 적응 효소를 생성하여 대사 하는 작용을 적응 또는 적응 진화라고 한다. 이러한 적응 진화는 미생물 균주 계량의 방법으로도 사용되며, Xylose 대사 효모인 Piachia stipitis룰 cellobiose 환경에서 지속적으로 계대 배양하여 대사 효율을 향상해 cellobiose와 Xylose를 함께 대사 하는 균주를 개발한 예시가 있다.
