벤조산(BA)은 항균 활성을 지닌 널리 사용되는 약한 유기산 보존제로, 그 항균 작용의 대사적 기반과 세균의 감수성을 결정하는 요인은 아직 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 성장 분석과 ^1H NMR 대사체학을 결합하여 Escherichia coli BW25113에서 BA 유도 대사 반응을 특성화하고, 손상된 글루타민 수송과 연관된 대사 변화를 조사하였다. 야생형 BW25113 및 BA에 감수성이 있는 동형 접합체(isogenic) ΔglnP 변이체는, 고친화성 GlnHPQ 수송계의 막 결합형 글루타민 투과효소(glutamine permease)를 결여한다. 두 균주는 치사량 이하의 BA 농도에 노출되었다. BA는 성장을 늦추고 야생형에서는 42개, ΔglnP에서는 38개의 대사체 수준을 유의하게 변화시켰으며, 변이체는 더 강한 성장 억제와 낮은 BA 내성을 보였다. 두 균주 모두 중심 탄소 대사, 라이신 분해, 시스테인 및 메티오닌 대사, 피리미딘 대사, 엽산에 의한 1-탄소 풀(one-carbon pool)의 변화 등을 포함하여, 산화 및 산성 스트레스에 대한 세포 반응과 일치하는 대사 변화를 나타냈다. 그러나 두 균주 사이에는 일부 대사 반응이 달랐다. 야생형 세포에서는 BA 노출이 글리세롤 지질 대사, 글리세로포스포리피드 대사, 니코틴산 및 니코틴아미드 대사, 라이신 생합성, 글리신·세린·트레오닌 대사, 퓨린 대사의 변화와 연관되어 있었다. 반면 ΔglnP 세포는 D-아미노산 대사, 아르기닌 생합성 및 다른 탄소 고정(carbon fixation) 경로에서 뚜렷한 변화가 나타났다. 또한 변이체는 야생형에 비해 염기 상태에서 상당한 차이를 보였는데, 여기에는 뉴클레오타이드 및 아미노산 풀의 변화가 포함된다. 종합하면, 이러한 결과는 BA 노출과 glnP 결실이 E. coli에서 광범위한 대사적 조정을 유발함을 시사한다. glnP의 소실은 서로 다른 대사 상태 및 BA 스트레스에 대한 변화된 반응과 연관되어, 약한 유기산 스트레스에 대한 적응에서 글루타민 수송의 중요성을 강조한다.

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