A Study on Malathion-hydrolyzing Esterases of Germinating Seeds of Some Rice Plant Varieties

발아중인 벼 품종별 Malathion 가수분해효소에 관한연구

Kwanok, Fujisaka #5, Paldal, and Suwon #82 as japonica type and IR-262 and CP-slo as indica type of rice seeds were selected for this experiment among varieties grown in Korea. Activities of crude enzymes extracted from germinating seeds of these varieties on malathion and p-nitrophenyl acetate as substrates, esterase zymograms with 1-naphthyl acetate as substrate, and some observations are summarized as follows: 1. Activities per unit volume of crude enzyme preparations on malathion were in the order of Kwanok>IR-262>Fujisaka #5>CP-slo>Paldal>Suwon #82. 2. Esterase zymograms on agar-gel electrophoretograms exhibited three to four bands two electrodes with little difference among varieties, nevertheless showing a wide and strongly-colored band toward cathode. Suwon #82 has a somewhat different pattern from others. 3. Enzyme activities per milligram protein with p-nitrophenyl acetate as substrate were in the order of CP-slo>IR-262>Paldal>Kwanok>Suwon #82>Fujisaka #5, indicating that activities of indica type are much stronger than those of japonica type, but not in agreement with results with malathion. 4. Malathion did not much inhibit the esterase activity at the concentration of 0.2PPM on electrophoretograms. 5. It is supposed that there is a complex esterase system hydrolyzing malathion and p-nitrophenyl acetate in germinating rice seeds.

우리나라에서 재배되고 있는 대표적인 수도 품종 중에서 japonica type으로 관옥, 후지사까 5호, 팔달, 수원 82호의 4품종과 indica type으로 IR-262 CP-slo의 2품종을 선정하여 estel형 인 유기인계 살충제 malathion과 방향족 ester로서 p-nitrophenyl acetate에 대한 esterase의 활성을 비교해 보고 agar-gel electrophoresis에 의하여 ${\alpha}-naphthyl$ acetate를 기질로 하여 esterase의 zymogram을 관찰한 바를 요약해 보면 다음과 같다. 1. 조효소액(crude enzyme)의 malathion가수분해 능력을 효소액일정량에 대한 분해된 malathion milligram으로 비교하면 관옥>IR-262>후지사까 5호>CP-slo>팔달>수원 82호의 순으로 관옥이 가장 활성이 강하고 팔달, 수원 82호가 가장 약하다. 2. Esterase zymogram을 보면 품종간에 대차없이 $3{\sim}4$개의 band가 두극으로 움직이며 cathode로 특히 굵고 진한 band가 있고 수원 82호는 다른 품종과 약간 다른 pattern을 보였다. 3. p-Nitrophenyl acetate를 기질로 할 때 매 milligram 단백질당의 흡광도로 활성을 비교하면 CP-slo>IR-262>팔달>관옥>수원 82호>후지사까 5호의 순으로 indica type의 품종이 훨씬 활성이 강하나 malathion 경우와 일치하지는 않는다. 4. 0.2ppm 정도의 malathion으로 벼의 esterase는 별로 저해 되지 않았다. 5. 발아중인 벼종자에는 malathion과 p-nitrophenyl acetate를 가수분해하는 복합 esterase가 존재 할 것으로 추측된다.