| 초록 |
페닐알라닌 암모니아 분해효소(Phenylalanine ammonia-lyase, PAL, EC 4.3.1.5)는 주요한 조절 효소이며, 식물 체내에서 L-페닐알라닌(L-Phenylalanine)의 촉매 작용으로 신남산(cinnamic acid)을 생성하여 1차와 2차대사를 연계한다. 본 논문은 닝샤(Ningxia) 구기자(Lycium barbarum L.)를 재료로 하고, 서열 상동성 원리를 이용하여 축퇴 프라이머(degenerate primer)를 설계하였으며 RT-PCR 기술로 4개 PAL 유전자 조각을 얻었고 그에 대해 생물정보학 분석을 진행하였다. 분석 결과, 해당 패밀리의 cDNA 조각 길이는 1,162~1,183 bp이며, 554~561개 아미노산을 코딩할 수 있고, 단백질 분자량은 60.681~61.250 kD, 등전점은 7.02~7.71이다. 구기자 PLA 유전자 패밀리간의 아미노산 서열 변이도는 0.005%~0.336%이다. 아미노산 서열과 구조 분석 결과, PAL 유전자 패밀리에 하나의 보존 영역, 즉 차폐 도메인 및 하나의 활성 사이트-페닐알라닌/히스티딘암모니아리에이즈(histidine ammonia-lyase) 사이트가 있다. LyPAL1~3 단백질은 미토콘드리아에, LyPAL4 단백질은 세포질에 위치하였을 가능성이 있다. 2차구조와 3차구조에 대해 예측한 결과, LyPAL1 단백질 중에 179개 불규칙 코일(random coil), 306개의 α나선과 30개의 β 병풍구조, 46개의 확대 사슬(Extended chain)이 있었다. 계통진화분석 결과, 구기자 LyPAL1~3 유전자는 고추의 PAL 유전자와 매우 높은 상동성을 갖고 있으며, 구기자 LyPAL4 유전자는 피튜니아(Petunia)의 3가지 식물(Petunia axillaris, Petunia x hybrid, P. exserta)과 매우 높은 상동성을 갖고 있었다. 이 4개 유전자는 GenBank에 등록되었으며 유전자 서열 등록번호는 KC759153~KC759156이다. 4개 LyPAL 유전자의 클로닝은 닝샤 구기자의 플라보노이드 등 2차대사물질의 합성 분자 메커니즘을 심층 연구하는데 있어 기초를 마련하였다. |
