빙핵활성 세균으로부터 빙핵활성 단백질의 정제 및 특성

Purification and Characterization of Ice Nucleating Proteins from Ice Nucleation-Active Bacteria

3종의 빙핵세균 Peudomonas syringae 8401, Pseudomonas fuorescens 8701, Erwinia herbicola 8701의 세포 외막으로부터 아무런 변성제도 사용치 않고 sucrose density gradient centrifugation, Sephacryl gel filtration chromatography, DEAE-cellulose ion exchange chromatography, non-denaturing buffer를 이용한 PAGE, electroelution, SDS-PAGE를 통해 빙핵활성 단백질을 고도로 정제할 수 있었다. P. suringae와 P. fluorescens에서는 각각 3종류(155 kD, 75 kD, 50 kD)의 빙핵활성 단백질이, E. herbicola에서는 155 kD를 제외한 2종류(75 kD, 50 kD)의 빙핵활성 단백질은 이 연구를 통해 처음 밝혀진 것으로 , 지금까지 보고된 빙핵활성 단백질(150 KD 이상)보다는 훨씬 작은 것이다. 이는 빙핵활성을 나타내는 단백질의 기본단위는 이 실험의 결과만에 의하면 최대 50 kD임을 시사한다. 이들 단백질은 그 유래된 세균의 종류나 또는 단백질 분자량의 크기에 관계없이 모두 -5.5~7.5$^{\circ}C$에서 물을 동결시키는 높은 빙핵활성을 갖고 있었다. 이는 지금까지 보고된 어느 정제단백질의 빙핵활성보다 높은 것이다. 정제된 단백질의 빙핵활성은 trypsin 처리에 의해 상실되었고, pH6~8범위에서는 안정하였으며, pH5이하, pH9이상에서는 활성을 상실하였다. 보존온도에 대한 영향은 3$0^{\circ}C$이상이 되면 점차 활성이 감소하는 경향을 보이다 37$^{\circ}C$이상에서는 활성이 완전히 상실되었다. 금속이온으로서 Hg\ulcorner이온과 SDS에 의해 활성이 상실되었으나 phosphatidylinositol의 첨가에 의해서는 활성이 약간 증가(-1$^{\circ}C$)하였다.