Study on the Characterization of Light-induced Mitochondrial ATP Synthase in Pleurotus ostreatus

느타리버섯(Pleurotus ostreatus)중의 Light-induced mitochondrial ATP Synthase의 효소적 특성에 관한 연구

Mitochondria in Pleurotus ostreatus were isolated and purified by the stepped sucrose density gradient centrifugation, to investigate the effects of the light on the enzymatic activity of the mitochondrial ATP synthase. This enzyme, which was illuminated by the light ranging from 400 nm to 700 nm, showed that the specific activity was stimulated at 490 nm for 15 sec. Effects of organic compounds on the mitochondrial ATP synthase were also investigated at the optimum conditions; The activities of this enzyme were increased to 168 percent by the addition of 2,6-dichlo­rophenol indophenol(DCPIP), 224 percent by phenazine methosulfate(PMS), but inhibited 91 per­cent by oligomycin, 14 percent by 2-heptyl-4-hydroxyquinoline-N-oxide(HQNO) and 75 percent by 2,4-dinitrophenol (DNP), respectively. Effects of metal ions of the mitochondrial ATP synthase were investigated at the optimum conditions. The activities of the enzyme were inhibited 35 percent by $Ca^{2+}$, 14 percent by $Co^{2+}$ and 73 percent by $Mn^{2+}$. For effects of anions, the activities of this enzyme were inhibited 80 percent by $CN^{-}$, 52 percent by $SO_{4}\;^{2-}$, 28 percent by each of $CO_{3}\;^{2-}$­and $NO_{3}\;^{-}$, respectively.

느타리버섯을 사용하여, 빛이 버섯의 체내 대사에 영향을 미치는지, 영향을 미친다면 어떤 영역의 빛이 작용하는 지를 연구하였다. 이들 결과를 비교 검토하기 위해 재배 지역이 다른 느타리버섯 중의 mitochondria를 설탕 밀도 단계 기울기 원심분리법에 의하여 설탕 농도 44%층에서 분리 정제하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 파장 변화에 따른 mitochondrial ATP synthase의 활성도는 490nm에서 가장 크게 활성화되었다. 2. 최적 파장 490nm에서 빛 조사 시간 변화에 따른 ATP synthase의 활성도는 15초 동안 조사하였을 때 가장 활성화 되었다. 3. 최적 조건에서 ATP synthase는 phenazine methosulfate(PMS)에 의해 224% 활성화 되었으며, 2,6-dichlorophenol indophenol(DCPIP)에 의하여 168% 활성화 되었다. 한편, oligomycin에 의해서는 90% 효소 활성이 억제 되었으며, 2,4-dinitrophenol(DNP)에 의해서 75%, 2-heptyl-4-hydroxyquinoline-N-oxide(HQNO)에 의해 15% 효소활성이 억제되었다. 4. 최적 조건에서 ATP synthase는 $Mn^{2+}$에 의해 73%의 효소 활성 억제를 보였고, $Ca^{2+}$에 의해 35%, $Co^{2+}$에 의해 14%의 효소 활성 억제를 보였다. 5. 최적조건에서 ATP synthase는 $CN^{-}$과 $SO_{4}\;^{2-}$에 의하여 각각 80%, 46% 효소활성이 억제되었고, $NO_{3}\;^{-}$과 $CO_{3}\;^{2-}$에 의해서는 28%의 효소 활성 억제를 보였다. 이상과 같은 결과를 통해 버섯의 종류에 관계없이 청색광 영역의 빛에 의해 활성화 된다는 것과 그 광수용체도 유사한 형태일 것이라 예측할 수 있다.