#7. 효모의 당분 섭취 (2)

7편. 효모의 당분 섭취 (2)

구독자 님, 안녕하세요.

저번 Yeasty Letter에서는 양조 효모가 맥즙 내 다양한 당분을 순차적 또는 동시에 섭취하여 발효에 활용하고, 이 과정에서 효소의 가수분해와 세포막 수송이 이뤄진다고 소개해드렸습니다. 

이번 편에서는 맥즙의 주요 당분인 말토오스와 말토트리오스의 섭취 과정에 대해 알아보겠습니다. 지난 편을 읽지 않으신 분들은 먼저 읽어보시길 추천드립니다.

<그림 1>에서 보시다시피, 맥즙에는 말토오스(maltose)와 말토트리오스(maltotriose)라는 두 가지 당이 주로 들어 있습니다. 효모가 이 두 당을 얼마나 잘 활용할 수 있는지는 유전적 특성에 따라 달라지며, 이러한 차이가 결국 맥주의 맛에 변화를 줍니다.

효모가 말토오스와 말토트리오스를 활용하기 위해서는 먼저 이 당들을 세포 내부로 운반해야 합니다. 이때, 투과효소(permease)가 말토오스와 말토트리오스를 세포막을 통해 내부로 이동시키죠. 세포 안으로 들어온 당은 α-글루코시다아제(α-glucosidase)라는 효소에 의해 포도당으로 분해됩니다.

특히, 말토오스는 맥주 양조, 증류, 베이킹 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 하기 때문에 효모가 말토오스를 잘 활용하는 것이 매우 중요합니다. 그 과정의 시작이 말토오스의 섭취와 분해인 것입니다.

이와 같은, 말토오스의 섭취와 분해를 위해서는 3개의 유전자 인코딩을 포함하는 5개의 별도 MAL loci 중 적어도 하나 이상이 필요합니다.

*참고: 유전학에서 'locus'(복수형: loci)는 염색체 상에서 유전자가 위치한 지점을 의미합니다. 예를 들어, 인간은 23쌍의 염색체에 약 19,000~20,000개의 유전자를 가지고 있습니다. 여기서 MAL loci는 효모가 말토오스를 사용하는 데 관련된 유전자 서열의 위치를 뜻합니다.

다음은 각 유전자와 그 역할에 대한 설명입니다.

이들 유전자는 맥즙에 말토오스가 있을 때 활성화되고, 포도당이 존재하면 억제됩니다. 예를 들어, 포도당 농도가 10 mg/L 이상이면 MAL 유전자가 억제되며, 포도당이 약 40%–50% 정도 흡수된 후에야 말토오스와 말토트리오스의 흡수가 시작됩니다.

효모는 주변에 말토오스가 있을 때에만 에너지를 들여 말토오스를 세포 안으로 운반하고, 이를 포도당으로 분해하는 효소를 생산합니다. 이는 말토오스가 없을 때 불필요한 에너지 소비를 피하기 위한 전략입니다.

요약하면, 말토오스를 분해하는 효소 정보를 담은 유전자가 MALS이고, 외부의 말토오스를 세포로 끌어들이는 투과효소 정보를 담은 유전자가 MALT입니다. 이 두 유전자의 발현은 환경 조건에 따라 달라지며, activator(활성자)가 이 과정을 조절합니다.

다음 편에서는 에일과 라거 효모가 말토오스와 말토트리오스를 얼마나 섭취하는지 비교하고, 균주 특성이 당분 섭취에 미치는 영향을 살펴보겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다.

Written by. SB

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