영지(靈芝)버섯(Ganoderma lucidum (Fr.) Karst.)의 16개 균주간(菌株關) 특성을 전기영동법(電氣泳動法)을 사용(使用)하여 단백질(蛋白質) pattern과 esterase, LAP의 동립효소(同位酵素) pattern에 의해 비교(比較) 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 자실체(子實體)의 esterase의 band pattern은 각(各) 균주간(菌株間) 특정 band의 유 무(有 無)와 위치(位置) 등에 의해 분류(分類) 할 수 있었으며 자실체(子實體)의 형태(形態)가 유사한 것은 band pattern에서도 유사하였다. 2. 동일균주(同一菌株)에서 편각(扁角)과 녹각형태(鹿角形態)로 형성(形成)된 자실체(子實體)의 esterase band pattern은 서로 동일(同一)한 pattern을 보였다. 3. 균주간(菌株間) 유연관계인 유사도 지수는 12.5%에서 100%의 변이 폭을 보였다. 특히 6과 7번의 두 균주간(菌株間)과 13,14,15,16번의 4균주간(菌株間)은 유사도지수가 100%이므로 유전적(遺傳的)으로 동일(同一)한 균(菌)이라 사료(思料)된다. 4. 균사(菌絲)의 단백질(蛋白質)과 esterase의 band pattern은 자실체(子實體)의 pattern과는 달랐으며 자실체(子實體)에서 동일(同一)한 pattern을 보였던 균주간(菌株間)에서도 균주간(菌株間) 특성을 가장 잘 보여 주었으므로 영지(靈芝)버섯 분류(分類)에는 균사(菌絲)의 esterase pattern이 가장 적합하다.
Drosophila melanogaster Oregen-R을 大量飼育하여 alcohol dehydrogenase를 精製하여 그 活性을 測定하는 한편 alcohol dehydrogenase의 isozyme pattern을 分析한 結果 아래와 같은 몇가지 사실을 얻었다. 1. 본 실험을 통해서 Drosophila melanogaster Oregon-R의 alcohol dehydrogenase의 比活性은 Jacobson et al. (1970)이 報告한 바 있는 D. melanogaster Samarkands의 그것에 比하여 약 5배 이상의 比活性을 나타냄을 確認하였다. 2. 이 strain의 ADH isozyme pattern은 fast form인 $AHD_1, AHD_2$ 그리고 slow form인 $ADH_2$임을 알게 되었다. 3. 粗酵表에서의 ADH isozyme pattern은 $ADH_1, ADH_2$ 그리고 $ADH_5A$가 나타났는데, 정제효소에서는 $ADH_1, ADH_5A$ 및 $ADH_5B$가 나타났다. 4. $ADH_5A$와 $ADH_1$ isozyme을 分離 精製한 $ADH_5A$의 比活性은 4,330 units/mg이었고, $ADH_1$의 比活性은 3,670 units/mg임을 알게 되었으며, 이것을 7% acrylamide disc gel에 電氣泳動하여 zymogram의 位置를 정확히 판별하였다.
Ganoerma lucidum의 인공재배(人工栽培)로 얻은 자실체(子實體)의 형태적(形態摘) 특성(特性)을 기초(基礎)로 계통(系統)을 분류(分類)하고 전기영동특성(電氣泳動特性)과의 관련성(關聯性)을 검토하였다. 영지균은 버섯의 형태(形態)와 윤문(輪紋)의 유무에 따라 4계통(系統)으로 분류(分類)되었으며 그중 편각 윤문형(輪紋形)이 가장 많았고 전형적 녹각형은 소수였다. 자실체(子實體)의 모양 즉 편각과 녹각, 갓 표면(表面)의 윤문(輪紋) 유무(有無)는 유전성(遺傳性)이었다. 영지균사(菌絲) 및 자실체(子實體)의 전기영동(電氣泳動)에 의한 단백질(蛋白質), Peroxidase, Esterase 및 Leucine Amino Peptidase Isozyme Pattern을 조사(調査)한 결과(結果) 한국자생영지균(韓國自生靈芝菌)은 유전형질(遺傳形質)에 다양성(多樣性)을 보였다. 그중 Esterase Isozyme Pattern은 편각과 녹각간에 차이가 컸고 동(同) 계통(系統)간에는 높은 유사도(類似度)를 보여 계통분류(系統分類) 결과(結果)와 일치하였다.
소나무의 acid phosphatase (ACP), alcohol dehydrogenase (ADH)와 catalase (CAT) 동위효소(同位酵素) 유전양식(遺傳樣式)을 구명(究明)하기 위하여 배유조직(胚乳組織)을 수평식 감자전분 전기영동법에 의하여 분석(分析)하였다. ACT 동위효소(同位酵素)는 최소한 3~4개의 지역(地域)으로 분리(分離)되었으나 분리가 잘된 ACP-A 지역(地域)의 동위효소(同位酵素)만이 분석(分析)되었다. ACP-A 지역(地域)에서 관찰된 5개(A1-A5)의 동위효소(同位酵素) 표현형(表現型)들은 공히 Mendel의 분리비(分離比)를 보여 이들이 각각 ACP-A 유전자좌(遺傳子座)에 존재(存在)하는 5개의 대립유전자(對立遺傳子)에 의해 지배받고 있음을 알 수 있었다. 2개의 ADH 지역(地域)이 (ADH-A와 ADH-B) 분리(分離)되었으나, 양극(陽極)으로의 이동(移動)속도가 빠른 ADH-A 지역(地域)에서는 분석(分析)에 사용된 재료(材料)에서 변이(變異)가 발견(發見)되지 않았다. ADH-B 지역(地域)에서는 3개의 동위효소(同位酵素) 표현형(表現型) (B1-B3)들이 관찰되었고 이들이 공히 1:1의 분리비를 보여 ADH-B 유전자좌(遺傳子座)에 존재하는 3개의 대립유전자(對立遺傳子)에 의해 지배됨이 추정되었다. 수개의 band로 구성된 5개의 동위효소(同位酵素) 표현형(表現型)이 CAT에서 관찰되었으며, 이형접합성(異型接合性)인 모수(母樹)에서 이들 표현형간(表現型間)의 분리(分離)가 1:1 분리비(分離比)로부터 편차(偏差)를 보이지 않았으므로, 소나무에 있어서 CAT 동위효소(同位酵素)는 5개의 대립유전자(對立遺傳子)가 존재(存在)하는 하나의 유전자좌(遺傳子座)에 의해 지배되는 것으로 추정하였다.
명조건과 암조건에서 카드뮴이 벼 유묘 뿌리와 줄기의 카탈라제 총 활성과 동위효소 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 카드뮴을 처리하면 명조건과 암조건의 뿌리와 줄기에서 과산화수소 함량이 현저하게 증가하였다. 뿌리의 카탈라제 동위효소는 잎과는 서로 다른 조직 특이적 발현양상을 보여주었다. 또한 카드뮴을 처리하게 되면 명조건 뿌리는 암조건 뿌리와 카탈라제 동위효소의 발현 패턴에 차이를 보였다. 1 mM 카드뮴 처리에 의하여 명조건 뿌리의 카탈라제 총 활성은 약 16배 증가하였는데 이러한 활성증가는 동위효소 CAT1l과 CAT2의 증가에 의한 것이었다. 반면 암조건 뿌리의 카탈라제는 0.1mM 카드뮴에 의하여 약 3배 증가하였느나, 0.5와 1mM카드뮴에 의하여 오히려 효소활성이 감소하였다. 0.1mM카드뮴에 의한 효소활성 증가는 CAT1, CAT3, CAT4 동위효소의 활성 증가에 기인하였으나 카드뮴 농도를 더 높였을때 CAT2와 CAT4가 감소하였다. 대조군 잎에는 양극 동위효소인 CATc, 중성 동위효소인 CATn와 음극 동위효소인 CAT1가 존재하였다. 잎에서는 명조건과 암조건 모두에서 카드뮴을 처리하여도 카탈라제 활성과 동위효소 발현에 차이가 없었다. 이러한 결과들은 카드뮴에 의한 뿌리 카탈라제 효소의 발현변화는 빛에 의하여 조절되지만 잎 카탈라제의 발현은 빛에 의하여 조절되지 않음을 보여준다.
약리효과를 가지고 있다고 보고된 고등균류중 영지, 치마버섯및 동충하초의 계통 분류를 위해 동위효소 pattern을 비교한 결과는 다음과 같다. 자생지역이 서로 다른 영지의 동위효소 pattern은 IY003, IY004, IY005 및 IY008 균주사이에서는 70%이상의 유사도 지수를 보여, 높은 유연관계를 나타내었으나, IY009와 IY010의 동위효소 pattern은 많은 차이를 보여 유연관계가 낮았다. 치마버섯의 경우, 가장 높은 유연관계를 보인 균주는 IY803과 IY805로 이들의 유사도지수는 57%로 나타났다. 나머지 균주들 간의 유사도지수는 40%에서 56%정도를 나타냈다. 자낭균류에 속하는 동충하초는 영지나 치마버섯 등의 담자균류와는 달리 균주간에 유사도지수가 비교적 낮았다. 동충하초중 나방이류에서 분리된 IY901과 IY904사이의 유사도지수는 67%였고, 풍뎅이류와 나방이류에서 각각 분리된 IY903과 IY904 역시 67%의 유연관계를 보였으며, 애벌레류로 부터 분리된 IY905와 IY909사이의 유사도지수는 42%로 시험된 동충하초 균종 중 비교적 높은 유연관계를 나타내었으나, 나머지 균주들 간의 유사도 지수는 12%에서 43%를 나타내었다.
본 연구는 $H_2O_2$ 축적이 수반되는 잎의 노쇠현상과 관련하여 세포질내 ascorbate-glutathione 회로의 역할 가능성과 이때 benzyladenine(BA)의 효과를 밝히기 위하여 노쇠중인 밀 잎에서 시토졸 ascorbate peroxidase(APX) isozyme 분리 및 발달양상과 ascorbate-glutathione 회로 구성효소들의 활성도 변화를 조사하였다. 성숙한 밀 제1엽 절편을 4일간 암배양하는 동안 증가된 엽록소 분해 및 $H_2O_2$ 축적으로 규정되는 잎의 노쇠발달중 대조구 잎에서는 시토졸 APX 활성도의 유의성 있는 증가가 관찰되지 않았으며 dehydroascorbate reductase(DHAR)의 활성도는 급격히 감소되었고, glutathione reductase(GR) 활성도는 완만하게 증가하였다. 그러나 BA로 처리된 잎에서는 시토졸 APX 활성도가 현저하게 증가하였으며 DHAR 활성도의 감소가 지연되어 나타났고 GR 활성도의 증가는 대조구에 비해 증진되었으며 내재성 ascorbate 함량의 감소율과 H2O2 축적이 억제되었다. 3개의 시토졸 APX isozyme이 native-PAGE법에 의해 노쇠중인 밀 잎에서 발견되었으며 그 중 2개 isozyme은 높은 활성도를 보였다. 시토졸 APX isozyme의 발달양상의 경우 4일간의 암배양 동안 대조구 잎에서는 단지 2개의 isozyme band("a"와 "b")가 거의 같은 활성도를 지닌 채 출현하였으나 BA로 처리된 잎에서는 추가로 1개의 약한 isozyme band("c")가 더 나타났으며 "b" isozyme의 활성도가 약간 촉진되었다 그러나 "a" isozyme 활성도는 대조구 잎에 비해 암배양시간 경과에 따라 현저하게 발달하였다. 대조구 잎과 비교시 BA로 처리된 잎에서는 시토졸 APX isozyme의 발달 및 APX, DHAR, GR의 전체 활성도가 함께 증진되어 그 결과 $H_2O_2$ 제거능력이 증대된 본 실험의 결과는 ascorbate-glutathione 회로가 밀 잎의 노쇠과정에 중요하게 작용하고 있음을 제시하였다.
Cercospora kikuchii에 의해서 발병된 대두종자의 부패균에 대한 획득저항성기작을 구명코자 본 연구를 실시하였다. 1. 대두의 건전종자, 자연열개종자, 인위적 상처종자 및 자반병 감염종자재의 전단백질 함량에는 차이가 없었으나 peroxidase활성도는 감염종자에서 월등히 높았다. 2. 대두의 건전종자와 자반병 감염종자의 종피 및 자엽내의 단백질함량에는 큰 차이가 없었으며 peroxidase활성도는 자엽에서는 차이 가 없었으나 종피에서 건전한 종피보다 자반병에 감염된 종자가 2.5배 정도 높은 활성도를 보였다. 3. Polyphenol oxidase는 대두의 건전종자의 자반병 감염종자 모두 활성도가 너무 낮아 측정할 수 없었다. 4. 전기영동에 의한 peroxidase isozyme pattern은 건전종자와 감염종자간에 차이가 없었다. 5. 자반병에 대한 저항성기작은 자반병균에 의하여 대주종피 자체내에서 생화학적 방어기작이 더욱 활성화 하였으며 peroxidase활성도의 증가는 병원균에 대한 반응으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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