Identification of the Precursor for the Soybean Kunitz Trypsin Inhibitor

대두 Kunitz Trypsin Inhibitor 전구체의 동정

Three classes of proteinase inhibitors are known in soybean; the Kunitz trypsin inhibitor (SKTI), the Bowman-Birk proteinase inhibitor and its isoinhibitors. To study the molecular structure and expression characteristics of the SKTI, antibody was obtained by immunizing rabbit with the SKTI purified from soybean by preparative electrophoresis. Anti-SKTI antibody was not only specific for mature SKTI in soybean seed but also recognized the precursor which was synthesized in vitro. Translation in vitro was carried out in wheat germ extract with polyadenylated mRNA isolated from developing soybean seeds. One of the seed specific translation products, MW 24K, was identified to be the precursor for the SKTI by immunoprecipitation with anti-SKTI antibody. Mature SKTI of MW 20K, however, was not detected in the translates in vitro. These results suggest that the precursor polypeptide is synthesized from the mRNA and is cleaved to yield mature SKTI in soybean seed. The SKTI gene was expressed with the maturation of soybean seed in a tissue-specific and development stage-specific manner.

대두에 존재하는 단백질 분해 효소 저해제로는 Kunitz trypsin inhibitor (SKTI), Bowman-Birk proteinase inhibitor, 그리고 그의 isoinhibitor들이 알려져 있다. SKTI는 분자량이 20K이며 181개의 아미노산으로 구성되어 있다. SKTI의 분자 구조 및 발현 특이성을 밝히기 위하여, 콩에서 순수 분리한 SKTI를 항원으로 사용하여 항체를 제조하였다. 이 항체는 항원으로 사용한 SKTI에 대하여 특이적으로 반응할 뿐만 아니라 기내에서 합성된 그의 전구체와도 특이적으로 반응하였다. 기내에서의 단백질 합성은 미성숙 대두 종자에서 mRNA를 분리한 후, wheat germ extract를 이용하여 실시하였다. 합성된 단백질 중에서 대두에 존재하는 SKTI는 검출되지 않는 반면에 면역침전법에 의해 분자량이 24K인 전구체가 존재하고 있음을 확인하였다. 이와 같이 SKTI는 mRNA로부터 전구체가 합성된 후 post-translational modification에 의해 완전한 SKTI로 변환됨을 알 수 있었다. 또한 SKTI는 대두 종자의 성숙과 함께 발현이 되는 것으로 보아 조직 및 분화 특이성 발현형태를 나타내는 것을 알 수 있었다.