| 저자(한글) |
LI, Cheng-lei,ZHAO, Hai-xia,WEN, Guo-qin,ZHOU, Jing,SUN, Jia-yi,YAO, Pan-feng,CHEN, Hui,WANG, An-hu,WU, Qi |
| 초록 |
시토크롬 P450(cytochrome P450, CYP450)은 고등식물 중의 가장 큰 효소 단백질 패밀리 가운데 하나로, 식물의 2차 대사와 스트레스 내성 등 생리과정에 참여한다. 본 연구에서는 상동성 클로닝과 cDNA 말단 신속 클로닝(rapid-amplification of cDNA ends, RACE) 기술을 이용하여, 쓴메밀(Fagopyrum tataricum) CYP81 패밀리의 상동성 유전자 FtP450-R4(GenBank 등록번호: KM271986)을 얻었다. FtP450-R4 cDNA의 전체길이는 1,770bp, 5'-UTR는 49 bp, 3'-UTR는 194 bp, ORF는 1,527 bp였으며, ORF 서열은 508개 아미노산 잔기의 단백질을 코딩할 수 있었다. 생물정보학적 분석 결과, FtP450-R4 단백질은 N말단의 4~24번째 아미노산 잔기를 통하여 소포체에 자리잡게 되었으며, F3'H(flavonoid 3'-hydroxylase), I2'H(isoflavone 2'-hydroxylase) 및 기타 CYP450과 44%~46%의 상동성을 나타냈다. 다중 서열과 비교한 결과, FtP450-R4는 CYP450의 전형적인 모티프(motif)와 보수적인 서열을 갖고 있었으나, F3'H의 특징 모티프(GGEK)는 갖고 있지 않았다. 계통 진화수를 분석한 결과, FtP450-R4은 애기장대(Arabidopsis thaliana) CYP81 패밀리 및 I2'H과 한 유형으로 분류될 수 있었는데, 이는 해당 유전자가 쓴메밀(Buckwheat)의 플라보노이드(flavonoid) 수산화 혹은 스트레스 반응에 참여할 수 있다는 것을 설명한다. UV-B, 저온, 건조는 모두 쓴메밀 자엽 내 FtP450-R4의 발현량을 뚜렷하게 변화시킬 수 있었으나, 배축 내 발현량은 뚜렷하게 변화하지 않았다. 대장균(Escherchia coli) BL21(DE3) 균주를 이용하여 FtP450-R4 단백질의 수용성 발현을 유도한 후, 활성을 감정한 결과, 재조합 FtP450-R4 단백질은 환원형 니코틴아미드 아데닌디뉴클레오티드인산(reduced form of nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate, NADPH)과 켐페롤(kaempferol)을 기질로 하여 효소 촉매반응을 진행하였으며, 생물학적 활성을 갖고 있었다. 본 연구는 플라보노이드 합성 대사 중의 CYP450의 기능을 이해하고, 쓴메밀의 플라보노이드 대사 조절과 관련되는 분자 메커니즘을 규명하는 데 기초 데이터를 제공하였다. |
