IAA biosynthetic pathways in a basidiomycetous yeast, Rhodosporidiobolus fluvialis DMKU-CP293, were investigated. The yeast strain showed tryptophan (Trp)-dependent IAA biosynthesis when grown in tryptophan supplemented mineral salt medium. Gas chromatography-mass spectrometry was used to further identify the pathway intermediates of Trpdependent IAA biosynthesis. The results indicated that the main intermediates produced by R. fluvialis DMKU-CP293 were tryptamine (TAM), indole-3-acetic acid (IAA), and tryptophol (TOL), whereas indole-3-pyruvic acid (IPA) was not found. However, supplementation of IPA to the culture medium resulted in IAA peak detection by high-performance liquid chromatography analysis of the culture supernatant. Key enzymes of three IAA biosynthetic routes, i.e., IPA, IAM and TAM were investigated to clarify the IAA biosynthetic pathways of R. fluvialis DMKU-CP293. Results indicated that the activities of tryptophan aminotransferase, tryptophan 2-monooxygenase, and tryptophan decarboxylase were observed in cell crude extract. Overall results suggested that IAA biosynthetic in this yeast strain mainly occurred via the IPA route. Nevertheless, IAM and TAM pathway might be involved in R. fluvialis DMKU-CP293.
비타민C의 급원식품인 콩나물의 생장과 비타민C의 함량을 식물 생장조절제에 의하여 조절할 목적으로 gibberellic acid$(GA_3)$, indole-3-acetic acid(IAA) 및 1-naphthaleneacetic acid(NAa)의 단독 및 혼합 처리를 하였을때 가장 적당한 식물 생장조절제의 종류 및 그 농도를 찾고 이 생장조절제가 비타민C의 생합성에 미치는 영향 및 당대사와 비타민C 생성과의 관계를 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 콩나물의 생장은 NAA는 $10^{-8}M$, IAA 는 $10^{-6}M$, $GA_3$는 $10^{-5}M$에서 각각 가장 양호하였다. $GA_3$와 NAA 혼합처리의 경우는 $GA_3\;10^{-5}M+NAA\;10^{-9}M$에서, $GA_3$와 IAA 혼합처리의 경우는 $GA_3,\;10^{-5}M+IAA\;$10^{-9}M$에서 양호하였고, 단독처리가 혼합처리에 비하여 양호하였으며 특히 IAA $10^{-6}M$ 처리에서 가장 좋았다. 생장이 비교적 양호한 NAA $10^{-8}M, IAA\;10^{-6}M,\;GA_3\;10^{-5}M,\;GA_3\;10^{-8}M+IAA\;10^{-6}M$ 및 $GA_3\;10^{-5}M+IAA\;10^{-9}M$의 각 처리구에서 비타민C의 생성 정도를 조사한 결과 콩나물 생장이 가장 양호하였던 IAA $10^{-6}M$ 에서 24.26mg%로서 그 함량이 가장 높았으며 대조구의 1.6배였다. 생장이 저해되지 않는 농도의 chloramphenicol(CAP) 처리에 의하여 ribulose diphosphate carboxylase(RuDpCO)는 저해되었으나 nicotineamide adenine dinucleotide phosphate-glyceraldhyde-3-phosphate dehydrogenase (NADP-GDH), galactonolactone dehydrogenase (GLD)의 활성 및 비타민C 함량은 저해되지 않았다. 따라서 비타민C의 생합성은 chloroplast RNA의 작용과는 직접적인 관련은 없고 cytoplasm과 밀접한 관련이 있다고 생각되었다. $IAA\;10^{-6}M$ 처리에 의하여 GLD 활성은 대조구의 1.8배로 촉진되었다. IAA $10^{-6}M$은 chloroplast와 cytoplasm RNA와 단백질의 생합성을 크게 촉진하였으며 cytoplasm에서 더욱 활발하였다. 따라서 IAA는 cytoplasm RNA를 조절하므로 여기서 지배되는 GLD의 생합성을 촉진시킨 결과 비타민C의 생합성이 증가된 것으로 생각되었다. 산화적 인산화 반응의 짝풀림 물질이 2,4+dinitrophenol 처리로 비타민C의 생합성은 저해되지 않았으나, 해당 저해제인 monoiodoacetate와 NaF 및 TCA 회로 저해제인 $NaN_3$와 KCN은 다같이 콩나물의 생장과 비타민C의 생합성을 크게 저해하였다
Leonid, N.Ten;Lee, Mee-Kyoung;Lee, Mi Ja;Park, Hoon
Journal of Applied Biological Chemistry
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제43권4호
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pp.269-272
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2000
The ginseng growth-promoting bacterium Pseudomonas fluorescens KGPP 207 synthesized indole-3- acetic acid (IAA) from L-tryptophan, indole-3-pyruvic acid (IPyA), and indole-3-acetaldehyde (IAAld), but not from indole-3-acetamide (lAM) and other intermediates of various IAA biosynthetic pathways in the experiment with indole compound supplemented cell suspensions. TLC, HPLC, and GC-MS analyses revealed the presence of IPyA, indole-3-ethanol, indole-3-lactic acid and its methyl ester, IAA and its methyl, and ethyl esters in the culture supernatant of the bacterium. IAAld was detected in the supernatant using sodium bisulfite and TLC. The results indicate that unlike gall-forming bacteria which can synthesize IAA by lAM, the indole-3-pyruvic acid pathway is the route for IAA biosynthesis in this beneficial strain of P. fluorescens.
시호 모상근 (BFHR2 클론) 배양에서 생장과 saikosaponin 생산에 미치는 기본배지, 배지의 다량무기염농도 변화 및 IAA와 IBA의 효과를 조사하였다. 조사한 배양액 중 RCM 배지에 다량무기염농도를 2배로 증가시킨 배지에서 생장이 가장 양호하였다. 또한 2RCM배지에서는 saikosaponin인 a, c와 d의 생성을 확인하였으며, 반면에 MS배지에서는 saikosaponin의 생성이 극히 저조하였다. IBA는 0.5mg/L에서 약 60%의 생장촉진효과를 보였으나, IAA와 IBA두 가지 모두 0.01~5mg/L 까지의 농도에서 뿌리형태의 외적인 변화 없이 saikosaponin 생성을 강하게 억제하는 작용을 나타내었다.
Indole-3-acetic acid (IAA) biosynthesis by bacteria occurs widely in rhizospheres. Bacterial species able to synthesize IAAmay be exploited for beneficial interactions in crop management systems. The objective of this study was to determine the response of ivyleaf morningglory (Ipomoea hederacea) seedlings to IAA and to an IAA-producing rhizobacterum, Bradyrhizobium japonicum isolate GD3. IAA solution and isolate GD3 suppression of seedling growth measured as radicle length and biomass depended on IAA concentration. Seedling radicle length was significantly reduced by ca. 29% with more than $1.0{\mu}M$ of IAA solution, compared to the control, 48 h after application. The cell concentration at 50% growth reduction ($GR_{50}$) of the seedling radicle was IAA production by isolate GD3 at $10^{4.82}\;cfu$, the cell concentration for 50% growth reduction ($GR_{50}$) of seedling radicle was 0.24 iM, which was much lower than the IAA solution concentration ($117.48{\mu}M$) required for $GR_{50}$. Therefore, excess IAA production by isolate GD3 may be more detrimental to morningglory radicle growth than standard IAA solution. Results confirmed involvement of IAA in suppressive effects of isolate GD3 on morning-glory seedlings grown in a hydroponic system.
Spermidine, spermine and IAA promoted an increase in $\beta$-1, 4-endoglucanase activity in hypocotyls of Glycine max. The optimal concentration for the increase of the enzyme activity was 10-6 M for spermidine, 10-8 M for spermine and 10-6 M for IAA. However, IAA had innocuous effect on arginine decarboxylase and ornithine decarboxylase activites, and the content of polyamine. Such cumulative results suggest that the increase in $\beta$-1, 4-endoglucanase activity by IAA is not attributed by the effect on the biosynthesis of polyamine by IAA but spermidine, spermine and IAA induce cell wall loosening and therefore extension growth of cells.
본 연구는 숙주의 발아 과정 중 오옥신 과련 대사작용에서의 strontium의 역할을 구명코자 실시하였다. 오옥신 첨가 용액에 strontium을 첨가하여 발아시킨 결과 침지 한 후 IAA 산화가 일어남이 밝혀졌다. 3-5배의 IAA 산화효소 활성화가 측정되었다. 이러한 결과는 strontium에 의한 생장억제의 직접적인 증거였다. 더 나아가 1-10 mM의 strontium 첨가 용액에서 생장한 배축에서의 spermine과 spermine 함량이 2-3배 높은 것으로 밝혀졌다. 이러한 증가는 생체중에 근거한 결과였다. 결론적으로 strontium에 의한 배축생장 억제는 오옥신 산화 및 polyamine 생합성과 관계가 있는 것으로 밝혀졌다.
In order to interpret the effect of IAA on the phosphate metabolism and biosynthesis of organic compounds, Saccharomyces uvarum were cultured in the media treated with various concnetration of IAA $(10^{-3}M,\;10^{-5}M,\;10^{-7}M)$. Sampling at the beginning and intervals of culture, yeast cells fractionated were traced the contents of inorganic phosphate and organic compounds of various fractions. 1. Growth of Saccharomyces uvarum were enhanced by IAA $(10^{-3}M,\;10^{-5}M)$ and phosphate contents in DNA and RNA fractions treated with IAA were accelerated 2.3 times and 2 times in comparison with those of control. 2. Amounts of poly-P"A" and poly-p"B" were increased but poly-P"C" decreased during the culture. Therefore, it is considered that poly-P"C" play on most important role as a phosphate pool. 3. It is suggested that because phosphate contents in DNA, protein and lipid fractions increased, inorganic phosphates required phosphates required RNA were transferred from phosphates in cytoplasm, because these increased slowly during the culture. 4. Alkali-labile protein were accelerated by IAA and alkali stable protein only were inhibiction were enhanced by IAA while, ethanol : ether soluble fraction was induced by $10^{-7}M$ IAA in comparison with those control.X> IAA in comparison with those control.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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