• 농업생명과학연구
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• 제43권5호
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• pp.39-42
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• 2009

인간과 가축의 영양을 위한 식물성 단백질의 주요 공급원은 콩이며 콩 단백질은 영양 및 기능성면에서 우수하여 소비가 점차 증가하고 있다. 그러나 콩 단백질에는 알러지를 일으키고 영양가치를 떨어뜨리는 성분도 포함되어져 있다. 7S 및 11S 글로블린은 콩 저장단백질의 대부분을 차지하며 7S는 영양가치가 떨어지고 7S의 함량을 줄어든 콩 계통 육성에 대한 관심이 높아지고 있다. 7S 성분중의 하나인 ${\alpha}^{\prime}$-subunit의 유전양상을 파악하기 위하여 진품콩2호와 PI506876의 교배로부터 98개의 F2 종자가 얻어졌다. SDS-PAGE로 각각의 종자를 분석한 결과 ${\alpha}^{\prime}$-subunit을 가진 종자가 70개였고 결핍된 종자가 28개였다. 이러한 유전양상은 단인자 유전원칙 (${\chi}^2=0.667$, P=0.414)과 일치하여 콩 종자에서 7S의 ${\alpha}^{\prime}$-subunit 단백질은 한 개의 유전자에 의 해서 좌우되었다. 이 결과는 7S 단백질 함량이 줄어든 콩 계통 선발에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권4호
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• pp.328-332
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• 2018

Soybean [Glycine max (L.) Merr.] seed is an important dietary source of protein, oil, carbohydrate, isoflavone and other various nutrients for humans and animals. However, there are anti-nutritional factors in the raw mature soybeans. Kunitz trypsin inhibitor (KTI) protein and stachyose are the main anti-nutritional factors in soybean seed. The ${\alpha}^{\prime}$-subunit of ${\beta}$-conglycinin protein exhibit poor nutritional and food processing properties. The genetic removal of the KTI and ${\alpha}^{\prime}$-subunit proteins will improve the nutritional value of the soybean seed. The objective of this research was to develop a new soybean strain with KTI and ${\alpha}^{\prime}$-subunit protein free ($titicgy_1cgy_1$ genotype) and proper agronomic traits. A breeding population was developed from the cross of the Bl-1 and 15G1 parents. A total of 168 $F_2$ seeds from the cross of the BL-1 and 15G1 parents were obtained. The segregation ratios of 9: 3: 3: 1 ($104Ti\_Cgy_{1\_}:\;30Ti\_cgy_1cgy_1:\;21cgy_1cgy_1Ti\_:\;13titicgy_1cgy_1$) between the Ti and $Cgy_1$ genes in the $F_2$ seeds were observed (${\chi}^2=5.12$, P=0.5-0.10). Two $F_4$ plant strains with proper agronomical traits and $titicgy_1cgy_1$ genotype (free of both KTI and ${\alpha}^{\prime}$-subunit protein) were selected and harvested. 2 strains (S1 and S2) had yellow seed coats and hilum. The plant height of the S1 strain was 65 centimeters. The 100-seed weight was 29.2 g. The plant height of the S2 strain was 66 centimeters and 100-seed weight was 26.2 g. The two strains selected in this research will be used to improve the new cultivar that will be free of the KTI and ${\alpha}^{\prime}$-subunit proteins.

• 농업생명과학연구
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• 제44권5호
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• pp.29-33
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• 2010

콩은 식물성 단백질 및 지방의 주요 공급원이고 콩 종실에는 기능성 성분이 많이 함유되어져 있어 소비가 점차 증가하고 있지만 Lipoxygenase, Kunitz Trypsin inhibitor, $7S{\alpha}^{\prime}-subunit$ 단백질과 같은 성분들이 존재하는데 이는 품질과 영양가치를 떨어뜨리고 섭취시 알러지를 일으키기도 한다. 콩에서 유전적으로 이러한 성분이 결핍되어져 있는 유전자형의 선발은 품질이 우수한 콩 육종의 기초단계이다. "개척2호"와 PI506876의 교배로부터 434개의 $F_2$종자를 얻어 $F_2$종자의 일부를 사용하여 SDS-PAGE로 각각의 종자를 분석한 결과 Lipoxygenase와 Kunitz Trypsin inhibitor 및 7S의 ${\alpha}^{\prime}-subunit$ 단백질이 모두 결핍되어져 있는 lx1lx1lx2lx2lx3lx3titicgy1cgy1 유전자형을 가진 종자를 선발하여 $F_2$식물체로 길러 성숙 후 $F_3$종자를 수확하였다. $F_3$종자로부터 Lipoxygenase, Kunitz Trypsin inhibitor, $7S{\alpha}^{\prime}-subunit$ 단백질이 모두 결핍되어져 있음을 재확인하였으며 선발된 종자는 고품질 콩 품종 육성에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국육종학회지
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• 제42권1호
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• pp.35-39
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• 2010

Soybean proteins are widely used for human and animal feed in the world. ${\beta}$-conglycinin protein exhibits poor nutritional and food processing properties and Kunitz trypsin inhibitor (KTI) protein is a main anti-nutritional factor in soybean seed. The objective of this research was to identify the inheritance of $cgy_1$ gene and ti gene for the improvement of soybean cultivar with no KTI proteins and low amount of ${\beta}$-conglycinin. $F_2$ population was made by crossing between "Gaechuck2ho" (${\alpha}^{\prime}$-subunit present $Cgy_1Cgy_1$, KTI protein absent titi) and PI506876 (${\alpha}^{\prime}$-subunit absent $cgy_1cgy_1$, KTI protein present TiTi) parent. A total of 434 $F_2$ seeds were obtained and analyzed for the segregation of ${\alpha}^{\prime}$-subunit protein and KTI protein using SDS-PAGE. The segregation ratio of 3 : 1 for $Cgy_1$ locus (310 $Cgy_1$_ : 124 $cgy_1cgy_1$) and Ti locus (339 Ti_ : 95 titi) were observed. Segregation ratios of 9 : 3 : 3 : 1 (241 $Cgy_1$_Ti_: 69 $Cgy_1$_titi: 98 $cgy_1cgy_1$Ti_: 26 $cgy_1cgy_1titi$) between $Cgy_1$ gene and Ti gene in $F_2$ seeds were also observed (${\chi}^2= 5.367$, P = 0.10 - 0.20). This data showed that $Cgy_1$ gene was inherited independently with the Ti gene in soybean. These results will be useful in breeding program for selecting the line that does not exhibit or lacks both ${\alpha}^{\prime}$-subunit protein and KTI protein in soybean.

• Molecules and Cells
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• 제38권10호
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• pp.866-875
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• 2015

COPI vesicles are essential to the retrograde transport of proteins in the early secretory pathway. The COPI coatomer complex consists of seven subunits, termed ${\alpha}-$, ${\beta}-$, ${\beta}^{\prime}-$, ${\gamma}-$, ${\delta}-$, ${\varepsilon}-$, and ${\zeta}$-COP, in yeast and mammals. Plant genomes have homologs of these subunits, but the essentiality of their cellular functions has hampered the functional characterization of the subunit genes in plants. Here we have employed virus-induced gene silencing (VIGS) and dexamethasone (DEX)-inducible RNAi of the COPI subunit genes to study the in vivo functions of the COPI coatomer complex in plants. The ${\beta}^{\prime}-$, ${\gamma}-$, and ${\delta}$-COP subunits localized to the Golgi as GFP-fusion proteins and interacted with each other in the Golgi. Silencing of ${\beta}^{\prime}-$, ${\gamma}-$, and ${\delta}$-COP by VIGS resulted in growth arrest and acute plant death in Nicotiana benthamiana, with the affected leaf cells exhibiting morphological markers of programmed cell death. Depletion of the COPI subunits resulted in disruption of the Golgi structure and accumulation of autolysosome-like structures in earlier stages of gene silencing. In tobacco BY-2 cells, DEX-inducible RNAi of ${\beta}^{\prime}$-COP caused aberrant cell plate formation during cytokinesis. Collectively, these results suggest that COPI vesicles are essential to plant growth and survival by maintaining the Golgi apparatus and modulating cell plate formation.

• Molecules and Cells
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• 제19권1호
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• pp.124-130
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• 2005

Protein kinase CKII is composed of two catalytic (${\alpha}$ or ${\alpha}^{\prime}$) subunits and two regulatory (${\beta}$) subunits. The ${\beta}$ subunit mediates tetramer formation through ${\beta}-{\beta}$ homodimerization and ${\alpha}-{\beta}$ heterodimerization. In a previous study R26 and R75, point mutants of $CKII{\beta}$ defective in ${\beta}-{\beta}$ dimerization, were isolated. In the present work we characterized these $CKII{\beta}$ mutants in vitro. Purified R26 and R75 bound to $CKII{\alpha}$ but were defective in binding to $CKII{\beta}$. R75 stimulated the catalytic activity of CKII whereas R26 gave little stimulation, and poly-L-lysine increased the stimulation of catalytic activity by R26 or R75. Circular dichroism and intrinsic fluorescence data pointed to different conformational changes in R26 and R75. Molecular modeling of these mutants provides an explanation of the difference in their ability to interact with $CKII{\beta}$ and to activate $CKII{\alpha}$.

• Molecules and Cells
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• 제37권8호
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• pp.620-627
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• 2014

We have previously shown that microRNAs (miRNAs) miR-760, miR-186, miR-337-3p, and miR-216b stimulate premature senescence through protein kinase CK2 (CK2) downregulation in human colon cancer cells. Here, we examined whether these four miRNAs are involved in the replicative senescence of human lung fibroblast IMR-90 cells. miR-760 and miR-186 were significantly upregulated in replicatively senescent IMR-90 cells, and their joint action with both miR-337-3p and miR-216b was necessary for efficient downregulation of the ${\alpha}$ subunit of CK2 ($CK2{\alpha}$) in IMR-90 cells. A mutation in any of the four miRNA-binding sequences within the $CK2{\alpha}3^{\prime}$-untranslated region (UTR) indicated that all four miRNAs should simultaneously bind to the target sites for $CK2{\alpha}$ downregulation. The four miRNAs increased senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) staining, p53 and $p21^{Cip1/WAF1}$ expression, and reactive oxygen species (ROS) production in proliferating IMR-90 cells. $CK2{\alpha}$ overexpression almost abolished this event. Taken together, the present results suggest that the upregulation of miR-760 and miR-186 is associated with replicative senescence in human lung fibroblast cells, and their cooperative action with miR-337-3p and miR-216b may induce replicative senescence through $CK2{\alpha}$ downregulation-dependent ROS generation.

• 생명과학회지
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• 제30권7호
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• pp.592-597
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• 2020

성숙 콩[Glycine max (L.) Merr.] 종자는 약 40%의 단백질을 함유하고 있으며 아이소플라본, 사포닌, 루테인, 비타민등 다양한 기능성 성분을 함유하고 있다. 그러나, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) 단백질, 렉틴 단백질, 7S α' 서버유닛 단백질이 함유되어져 있어 콩의 품질과 기능성을 저하시키고 있다. 본 연구는 콩 및 콩 제품의 품질과 기능성을 저하시키는 KTI, 렉틴 및 7S α' 서버유닛 3가지 단백질이 모두 유전적으로 결핍된 콩 계통(titilelecgy1cgy1 유전자형)을 선발하기 위하여 진행되었다. 3개의 모본(개척2호, PI506876, Le-16)을 이용한 유전집단으로부터 성숙 종자에서 KTI, 렉틴 및 7S α' 서버유닛 3가지 단백질이 모두 없는 titilelecgy1cgy1 유전자형을 가진 1개의 계통을 개발하였다. 개발된 계통은 자주색 꽃, 유한신육형, 노란종피을 가지고 있으며 초장은 58 cm로 대원콩(46 cm)보다 길었다. 백립중은 27.1 g으로 대원콩(29.0 g)보다 작았다. 본 연구를 통하여 선발된 계통은 KTI, 렉틴 및 7S α' 서버유닛 3가지 단백질이 모두 없는 고품질 기능성 콩 품종 육성을 위한 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.114-120
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• 2023

갈색종피와 녹색자엽을 가진 품종 및 유전자원의 성숙 종실에는 눈 건강에 유익한 루테인 성분과 항산화 효과를 가진 플라보노이드 성분이 많이 함유되어져 있다. 그러나, 렉틴, 7S α′ subunit, 리폭시게나제 및 쿠니츠 트립신 억제제(KTI) 단백질 같은 항영양 성분이 존재한다. 이러한 항영양 성분을 불활성화시키기 위하여 콩 식품 제조 및 가공시 고온 및 첨가제 처리가 필요하지만 여러 가지 단점이 수반된다. 따라서, 갈색종피와 녹색자엽이면서 성숙 종실에서 렉틴, 7S α′ subunit, 리폭시게나제 및 KTI의 4가지 단백질이 모두 부재한 tetra null 유전자형(lecgy1lox1lox2lox3ti)을 가진 계통을 선발하기 위하여 본 연구가 진행되었다. 4개의 품종과 1개의 유전자원을 이용하여 육종집단 창성을 위한 두 모본이 선발되었다. 전체 58개의 F₂ 식물체로부터 DNA 마커를 이용하여 lele 유전자형을 가진 개체가 선발된 후 갈색종피와 녹색 자엽이면서 7S α′ subunit 단백질이 부재한 F3 종자가 선발되었다. 선발된 F₃ 종자는 F₃ 식물체를 거쳐 3개의 계통으로 육성되었다. 3개의 선발 계통(S1, S2, S3)에 대하여 F₆ 종자에서 렉틴, 7S α′ subunit, 리폭시게나제 및 KTI의 4가지 단백질에 대한 유전적 부재가 검정되었다. 3개의 선발 계통은 갈색종피, 녹색자엽 및 흰색배꼽을 가지고 있으며 백립중은 26.4-30.9 g으로 대조품종인 '청자3호'의 36.0 g보다 작았다. S2 선발 계통은 백립중이 30.9 g으로 대립이며 콩에서 항영양성분으로 알려진 lectin, 7S α′ subunit, lipoxygenase 및 KTI의 4가지 단백질 모두 부재한 유색콩 품종육성을 위한 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.