Methylglyoxal (MG) acts as a toxic material in various species, known as a reactive α-oxoaldehyde having potential risk in disease. But it can be degraded by the in vivo biochemical pathway. Genes related to methylglyoxal were screened in Escherichia coli MG1655 strain. Among them, five unknown genes, yahA, yjhT, ydbD, yqiI, and yjjQ were chosen as candidates. Deletions of these genes showed lethality to methylglyoxal and dihydroxyacetone (DHA) in minimal media. When crude extracts of the deleted strains were assayed to detect methylglyoxal conversion activity by NMR, MG1655ΔgloΔyqiI exhibited reduced acetol and lactate productions. MG1655ΔgloΔydbD also showed lower level of lactate production than that of MG1655Δglo, suggesting that ydbD plays a role in the pathway to lactate production.
Methylglyoxal 은 신경질환이나 당뇨와 같은 여러 가지 질병을 발생하는데 잠재적인 위험성을 가지고 있는 반응성이 큰 α-oxoaldehyde의 일종으로써, 생체 내에서 생화학적 경로를 통해 일부가 분해가 되는 것으로 알려져 있으나 여전히 많은 연구가 요구되는 분야이다. 본 연구에서는 methylglyoxal과 관련된 유전자를 결실 돌연변이를 통해 대장균으로부터 선별해내고, 그 중 다섯 가지 유전자인 yahA, yjhT, ydbD, yqiI 그리고 yjjQ 를 후보로 정하였다. 이러한 유전자들이 결실된 돌연변이 균주들은 MG와 DHA에 대해 민감성을 보인다. 이 균주들의 세포추출물들이 어떻게 methylglyoxal의 변화에 연관되는지를 NMR 분석을 통해 알아보았다. MG1655△glo△yqiI 균주는 MG1655△glo 균주의 세포추출물보다 MG를 낮추고, lactate와 acetol을 생성하는 능력이 떨어졌으며, MG1655△glo△ydbD 역시 MG1655△glo 균주의 세포추출물에 비해 lactate를 생성하는 능력이 떨어지는 것으로 보아 ydbD 가 lactate 생성에 관여한다는 것을 추측할 수 있었다. 이 유전자들이 생체 내에서 methylglyoxal과 어떤 경로를 통해 연관되는지에 관한 연구가 더 필요하다.
