녹색비황세균

녹색비황세균은 산소 비발생 광합성 세균으로 세균엽록소와 카로티노이드 색소로 인해 녹색 또는 녹황색을 띄며, 분류학적으로는 Chloroflexi문 내의 한 강인 Chloroflexi강을 이루고 있다¹⁾. 광합성을 통해 에너지를 얻고 유기물을 탄소원으로 이용하는 광합성 종속영양에 의해 가장 잘 생장하지만, 황화수소 또는 수소를 이용해 이산화탄소를 고정하는 광합성 독립영양 생장도 가능하다²⁾.

목차

녹색비황세균은 일반적으로 가지를 치지 않는 긴 필라멘트 형태를 보이며 고온성 환경에 서식하는 호열성 세균군이다. 광합성은 혐기적 환경에서 일어나며, 호기적 환경에서는 종속영양을 통해 생장할 수 있다¹⁾.

Chloroflexus속이나 Oscillochloris속의 경우 세균엽록소 a와 c 및 광계 II를 보유하며, 세포 내에 광 수집을 담당하는 클로로솜(chlorosome)을 가진다. 그러나 Heliothrix속이나 Roseiflexus속의 경우 엽록소 a만 발견되며 클로로솜이 결여되어 있다³⁾⁴⁾. 독립영양으로 생장하는 경우 이산화탄소의 고정을 위해 히드록시프로피온산(hydroxypropionate) 경로를 이용한다. 녹색비황세균은 글라이딩에 의한 운동성을 가지는 것으로 알려져 있다²⁾.

그림 1. 대표적인 녹색비황세균인 Chloroflexus aggregans. ()

녹색비황세균은 Chloroflexus강의 Chloroflexus목에 속하고, 이는 다시 2아목 3과 5속으로 세분된다. 주요 분류군들은 다음과 같다⁵⁾.

Chloroflexus 속의 세균들은 50°C 이상의 온도와 혐기성 조건에서 최적으로 생장하는 호열성 세균이며, 세균엽록소 a와 c를 지니고, 광합성을 하면서 탄소원으로 유기물을 이용하는 광합성종속영양을 통해 주로 생장한다. Chloronema 속은 세균엽록소 d가 주된 엽록소이며 필라멘트의 형태는 직선형, 또는 나선형이다. Heliothrix 속은 세균엽록소 a가 주된 엽록소이며 유산소 환경을 견디고 주로 광합성종속영양을 통해 생장하는 것으로 보인다. Oscillochloris 속은 세균엽록소 c와 a를 가지며 협기적 조건에서 광합성종속영양 또는 광합성독립영양을 하면서 생장한다. Roseiflexus 속은 50°C에서 최적으로 생장하는 호열성 세균이며 밝은 혐기적 환경에서 광합성종속영양을, 어두운 호기적 환경에서는 종속영양을 통해 생장하고, 세균엽록소 a를 보유하고 있는 반면 클로로솜이 결여되어 있다. 대부분의 녹색비황세균은 활주운동(gliding motility)을 보인다.

녹색비황세균의 광합성은 녹색황세균 및 자색세균과는 서로 구별되는 특징을 보인다(2). 즉, 세균엽록소는 반응중심의 경우 세균엽록소 a를 가지나, 세포 내에 클로로솜이 있고 여기에 세균엽록소 c를 가지고 있는 점은 녹색황세균과 유사하다. 그러나 광계는 자색세균과 마찬가지로 광계 II를 보유하고 있어 녹색황세균과 다르다. 또한 녹색비황세균과 녹색황세균은 문 수준에서 서로 다른 분류군이고 자색세균도 이들과 다른 Proteobacteria문에 속한다.

김승범/충남대학교

조장천/인하대학교

1. Boone, R.B., Castenholtz, R.W. (eds). 2001. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, vol. 1. 2nd edition. Springer.
2. Madigan, M. et al. 2015. Brock Biology of Microorganisms, 14th edition. Pearson.
3. Euzeby, J.P. List of Prokaryotic Species with Standing in Nomenclature (www.bacterio.net).
4. Pierson, B.K. et al. 1985. Heliothrix oregonensis gen. nov., sp. nov., a phototrophic filamentous gliding bacterium containing bacteriochlorophyll a. Arch. Microbiol. 142: 164-167.
5. Hanada, S. et al. 2002. Roseiflexus castenholzii gen. nov., sp. nov., a thermophilic, filamentous, photosynthetic bacterium that lacks chlorosomes. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 52: 187-193.