남조류는 광합성 광 고정 CO _2에서 탄소의 주요 탄수화물 저장소로서 글리코겐을 축적. 글리코겐은 α-1,6- 연결 글루코 실 결합에 의해 생성 된 가지를 갖는 선형 α-1,4- 결합 글루칸으로 구성된 글리 칸이다. 시아 노 박테리아에서의 글리코겐 생합성은 포스 포 글루코 튜 타제와 ADP- 글루코스 피로 인산화 효소의 순차적 작용을 통해 글루코오스 -6- 인산을 ADP- 글루코스로 전환시키는 것으로 시작한다. ADP- 포도당의 글루코오스 잔기는 하나 이상의 글리코겐 합성 효소 (GlgA)에 의해 글리코겐의 α-1,4- 글루칸 백본의 비 환원 말단으로 전달된다. 이어서, 분지 효소가 α-1,6- 결합 된 글루코 실 결합을 도입하고, 글리코겐 입자를 생성하도록 추가 확장시킨다. 어둠 속에서 글리코겐은 글리코겐 포스 포 릴라 제, 글리코겐 탈 분기 효소, α- 글루 카노 트랜스퍼 라제 및 말토 덱스트린 포스 포 릴라 제에 의해 인산화 된 글루코오스와 유리 글루코스로 분해됩니다. 이러한 피드 int산화성 오탄당 인산 경로, Embden-Meyerhof-Parnas 경로 (glycolysis), Entner-Doudoroff 경로 ^{1 , 2 , 3 , 4를} 포함한 이화 경로.

시아 노 박테리아의 글리코겐 대사는 시아 노 박테리아가 햇빛에 의해 화학 물질과 연료를 생산하는 미생물 세포 공장으로 발전 할 가능성이 있기 때문에 최근 몇 년 동안 관심이 증가하고 있습니다. 글리코겐은이 박테리아에서 가장 큰 유연한 탄소 저장고이기 때문에 글리코겐 대사가 생성물의 수율을 높이기 위해 변형 될 수 있습니다. 예는 cyanobacterium Synechococcus sp. 만니톨을 생산하기 위해 유 전적으로 조작 된 PCC 7002; 글리코겐 합성의 유전 파괴는 만니톨 수율 3 ~ ⁵ 배 ^{증가한다.} 또 다른 예는 글리코겐이 함유 된 야생에서 바이오 에탄올을 생산하는 것입니다ype Synechococcus sp. PCC 7002 ⁶ . 야생형 세포 글리코겐 함량은 질소 기아 동안 세포의 건조 중량의 60 %까지 될 수 있습니다 ⁶ .

최근 글리코겐 대사와 조절에 대한 우리의 이해 또한 넓어졌습니다. 글리코겐은 빛에 축적되어 어둠 속에서 대사되는 것으로 알려져 있지만, 딜주기 동안의 글리코겐 대사의 상세한 동역학은 최근 Synechocystis sp.에서 드러났다. PCC 6803 ⁷ . 또한, 글리코겐의 축적에 영향을 미치는 몇 가지 유전자가 확인되었습니다. 주목할만한 예는 추정 히스티딘 키나아제 PmgA와 비 암호화 RNA PmgR1이 조절 캐스케이드를 형성하고 글리코겐의 축적을 제어한다는 발견이다. 흥미롭게도, pmgA 및 pmgR1 결실 돌연변이 체는 Synechocystis sp.의 야생형 균주의 2 배의 글리코겐을 축적한다. PCC 68038 ^{, 9} . 기타 규제 요소는 대체 시그마 인자 E와 전사 인자 CyAbrB2 ^{(10), (11)을} 포함하여 글리코겐의 축적에 영향을 미치는 것으로 알려져있다.

글리코겐 조절 및 신진 대사에 대한 관심이 증가함에 따라 글리코겐 함량의 결정을 설명하는 상세한 프로토콜이 보증됩니다. 여러 가지 방법이 문헌에서 사용된다. 산에 의한 가수 분해와 펄스에 의한 암페어 검출기 또는 산과 페놀로 처리 한 분광 측정으로 결합 된 고압 음이온 교환 액체 크로마토 그래피를 통한 모노 사카 라이드 함량 측정은 글리코겐 함량 ^{9 , 10 , 12 , 13} 을 근사하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 그러나, 고압 음이온 교환 액체 크로마토 그래프c기구는 매우 고가이며 일부 시아 노 박테리아 종에 축적되는 것으로 알려진 수크로오스 ¹⁴ , 글루코 실 글리세롤 ¹⁵ 및 셀룰로오스 ^{16 , 17 , 18} 과 같은 다른 글루코오스 – 함유 글리코 콘쥬 게이트로부터 유도 된 것에서 글리코겐 유래의 글루코 구별하지 않는다. 산 – 페놀 방법은 표준 실험실 장비를 사용하여 수행 할 수 있습니다. 그러나, 그것은 매우 독성 시약을 사용하고 다른 glycoconjugates에서 파생 된 포도당을 구별하지 않으며, 당분자, lipopolysaccharides 및 세포 외 매트릭스 ¹² 같은 세포 물질을 구성하는 다른 monosaccharides에서 포도당을 구분하지 않습니다. 특히, 고온 산 – 페놀 분석은 포도당 함량의 특정 측정보다는 총 탄수화물 함량의 측정에 종종 사용됩니다 ¹² . 효소 적알파 – 아밀로 글루코시다 아제에 의한 글리코겐의 글루코오스로의 효소 – 결합 분석을 통한 글루코스 검출은 글리코겐으로부터 유도 된 글루코스에 매우 민감하고 특이적인 비색계 판독 값을 생성한다. 에탄올 ^{5 , 8 , 19에} 의한 세포 용 해물로부터의 글리코겐의 특이 적 침전으로 특이성을 더욱 향상시킬 수있다.

여기에서 가장 널리 연구 된 시아 노 박테리아 종인 Synechocystis sp.에서 글리코겐 함량의 효소 기반 분석을위한 상세한 프로토콜을 설명합니다. PCC 6803 및 Synechococcus sp. PCC 7002, 야생형 및 돌연변이 균주에서. 효율적인 가수 분해를 보장하기 위해 α- 아밀라아제와 α- 아밀로 글루코시다 아제의 칵테일을 사용합니다 ⁸ . Endo-acting α- 아밀라아제는 다양한 글루칸의 α-1,4- 결합을 덱스트린으로 가수 분해하여 더 가수 분해됩니다엑소 아밀 글루코시다 제 ²⁰ 을 엑소 – 작용하여 포도당을 생성한다. 이러한 효소의 상승 효과는 잘 알려져 있으며 식물 바이오 매스 ²¹ 의 셀룰로오스와 같은 다른 당 결합제에 영향을 미치지 않으면 서 글리코겐과 같은 α 결합 글루칸 인 전분의 선택적 가수 분해에 일상적으로 사용됩니다. 방출 된 포도당은 과산화수소에서 산소의 환원과 포도당의 락톤으로의 산화를 촉진하는 포도당 산화 효소와 과산화수소로부터 핑크색 퀴 노니 민 염료를 생성하는 과산화 효소로 구성된 효소 결합 분석법에 따라 정량적으로 검출됩니다. 페놀 화합물, 4- 아미노 안티피린 ²² .