• 제목/요약/키워드: the late C6-oxidation pathway

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옥수수 유식물 신초에서 Brassinosteroid류의 동정 및 생합성 경로 추정 (Identification and Biosynthetic Pathway of Brassinosteroids in Seedling Shoots of Zea mays L.)

  • 강민욱;김영수;김성기
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제30권4호
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    • pp.411-419
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    • 2003
  • GC-MS/SIM를 통하여 옥수수 유식물 신초로부터 해 castasterone (CS)과 6-deoxocastasterone (6-deoxoCS)을 동정하였다. 또한 BRs의 생합성 전구물질인 24$\alpha$-methylcholesterol과 24$\alpha$-methylcholestanol이 동정하였다. 이들 BRs와 생합성 전구물질은 BRs의 생합성과정 중 후기 C6산화과정에 속하는 화합물로서, 옥수수 유식물 줄기에서는 BRs의 생합성 과정으로 후기 C6산화과정이 주된 생합성 과정임을 알 수 있었다. 다음으로 옥수수 유식물 줄기내의 BRs가 발아와 더불어 종자에서부터 이동해 온 것인지, 아니면 줄기 생장 시 줄기 자체가 생합성된 것인지를 조사하기 위하여 몇몇 중요한 후기 C6산화과정의 반응을 촉매하는 효소의 활성이 유식물 줄기에 존재하는지를 조사하였다. 그 결과 후기 C6산화과정에 포함되는 24$\alpha$-methylcholestanol에 서 6-deoxocathasterone (6-deoxoCT), 6-deoxoteasterone (6-deoxoTE) 에서 6-deoxo-3-dehydroteasterone (6-deoxo-3-DHT)을 거쳐 6-deoxotyphasterol (6-deoxoTY),그리고 6-deoxoCS에서 CS로의 과정을 촉매하는 24$\alpha$-methylcholestanol 22(R)-hydroxlyase, 6-deoxoTE dehydrogenase/6-deoxo-3-DHT reductase, 6-deoxoCS oxidase의 활성이 옥수수 유식물 줄기에 존재하고 있음이 확인되었다. 이는 유식물 줄기 생장 시 필요한 BRs가 발아종자로부터 이동되는 것이 아니라, 유식물 줄기 자체에서 생합성 될 가능성이 높음을 나타내는 결과라 할 수 있다. 또한 옥수수 유식물 줄기에서 CS를 brassinolide(BL)로 전환하는 BL synthase의 활성이 검출되지 않아, 옥수수 유식물 줄기에서의 활성형 BR은 BL이 아닌 CS임을 밝혔다.

강낭콩 현탁배양세포에서 추출된 Enzyme Pool의 C27 Brassinosteroids 합성 능력 (Ability for Biosynthesis of C27 Brassinosteroids by an Enzyme Pool Prepared from Cultured Cells of Phaseolus vulgaris)

  • 김태욱;주세환;김성기
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제32권1호
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    • pp.63-71
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    • 2005
  • 강낭콩 현탁 배양세포로부터 얻어진 효소원을 이용한 효소 변환 실험을 통하여 동 세포내에 cholesterol$\to$cholestanol과 6-deoxo-28-norteasterone$\leftrightarrow$ 6-deoxo-28-nor-3-dehydroteasterone $\leftrightarrow$ 6-deoxo-28-nortyphasterol$\to$6-deoxo-28-norcastasterone$\to$28-norcastasterone의 생합성과정이 존재함을 확인하였다. 이 결과는 비록 cholestanol에서 6-deoxo-28-norcathasterone을 경유하여 6-deoxo-28-norteasterone로의 변환은 확인하지 못하였지만 동 세포에는 cholesterol에서부터 6-deoxo-28-nor형 brassinosteroids를 경유하여 28-norcastasterone을 생합성하는 모든 효소들이 포함되어 있음을 시사하는 것으로서, 동 세포에는 상기의 생합성과정, 즉 $C_{27}$ brassinosteroids의 the late C-6 oxidation 과정이 작용하고 있음을 나타내는 결과라 하겠다. 또한 얻어진 효소원은 5-adenosyl-methionine과 NADPH의 존재 하에 28-norcastasterone을 castasterone으로 변환시켜, 강낭콩세포내의 $C_{28}$ 활성형 brassinosteroid인 castasterone의 생합성에 $C_{27}$ brassinosteroids 생합성과정이 중요한 경로중 하나임을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 이미 본 연구실에서 밝힌 토마토에 있어 $C_{27}$ brassinosteroids 생합성과정이 토마토의 활성형 brassinosteroid인 castasterone의 함량조절에 관여한다는 결과와 함께 토마토 이외의 식물들에 있어서도 $C_{27}$ brassinosteroids 생합성에 의한 활성형 $C_{28}$ brassino-steroid(s)의 함량조절에 일어나고 있음을 처음으로 밝힌 중요한 결과라 하겠다.