오버플로 대사 (overflow metabolism)
한 줄 정의: 산소가 충분해도 당 흡수가 호흡 용량을 넘으면 세포가 발효 부산물을 내놓는 대사 현상입니다.
쉽게 풀면
세포가 당을 너무 빨리 먹으면 호흡으로 다 처리하지 못해 남는 탄소를 아세트산이나 젖산, 에탄올로 내보냅니다. 이것이 오버플로 대사입니다. 대장균의 아세트산, 동물세포의 젖산 축적이 대표적입니다.
왜 중요한가
부산물은 성장과 생산성을 떨어뜨리므로 고농도 배양과 유가식 공정 설계의 핵심 제약입니다. 당 공급 속도 조절, 대사공학적 경로 개선 논문에서 자주 다룹니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"비성장속도가 임계값을 넘자 오버플로 대사로 아세트산이 축적되기 시작하였다."
임계 성장속도 이상에서 부산물이 생긴 예입니다.
조금 더 깊게 보면
원인으로는 호흡 사슬 용량 한계, 막 공간 제약, 단백질 비용 최적화 가설 등이 제시됩니다. 공정에서는 지수 유가식 공급으로 비성장속도를 임계값 아래로 유지하는 방법을 흔히 씁니다.
주의할 점
크랩트리 효과는 효모의 에탄올 생성에 한정된 현상이고, 오버플로 대사는 여러 생물을 포괄하는 일반 개념입니다. 암세포의 바르부르크 효과와 유사하지만 연구 맥락이 다릅니다.