Purification of Crude Protein Mixture from Panax ginseng and Hairy Root for Proteome Analysis

인삼 및 모상근의 프로테옴 분석을 위한 단백질 추출 방법

  • 김승일 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 김수정 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 남명희 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 서종복 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 김수현 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 권경훈 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 김영환 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 최종순 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀) ;
  • 유종신 (한국기초과학지원연구원 프로테옴분석팀)
  • Published : 2001.11.01

Abstract

Panax ginseng C.A. Meyer is a well-known Korean traditional medicine. Until now, even though major research of ginseng has been focused on the pharmacological effect, clinical application and chemical analysis of extracted secondary metabolite for several years, the physiology and gene functions of ginseng were not well known. In this research, we have developed the protein extraction methods of ginseng root and hairy root for proteome analysis in order to elucidate the gene(s) function of ginseng. Using the liquid nitrogen (equation omitted) TCA method as protein extraction method, about 660 protein spots were detected on the 2-DE gel of hairy root. Additionally, comparative analysis result of 2-DEs of ginseng root (equation omitted) hairy root suggested that proteomes of same organism could be changeable according to the culture condition, growth stages and other stimulus.

인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer)은 우리나라의 전통약재로 수 세기 동안 사용되어 왔으며, 약효 및 성분에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어져 왔으나, 인삼의 분자생물학적, 단백질 화학적 측면에서 생리연구는 매우 미미하였다. 본 연구에서는 프로테옴믹스를 이용한 인삼 단백질 군을 연구하기 위한 첫 단계로 인삼 (천풍)및 모상근의 단백질 추출 방법을 확립하고, 이차원 전기영동을 통하여 추출방법의 유용성을 확인하였다. Homogenizer와 황산암모늄 침전을 통한 단백질 추출과 액체질소 및 TCA를 이용한 단백질 추출 방법을 수행하여 비교해 본 결과 추출 단백질 양에는 큰 차이가 없으나 이차원 전기영동 수행 시 액체질소 및 TCA를 통한 방법이 프로테옴 연구에 적합하여 훨씬 해상도가 높은 gel 이미지를 얻었을 뿐 아니라, gel당 660개 이상의 단백질 sopt을 확인하였다. 또한 인삼과 모상근의 이차원 전기영동을 비교한 결과 상당히 다른 발현 패턴을 보여, 생장조건 등 외부 환경과 생리상태의 차이에 따라, 같은 유전자를 가지고 있는 조직체라 할지라도, 매우 다른 프로테옴 (proteome)을 보일 수 있음을 보여주었다.

Keywords

References

  1. Anal. Biochem. v.72 Rapid and sensitive methods for the quantification of microgram quantities of protein utuilizing the principle of protein-dye binding Bradford MM
  2. Korean J. Ginseng Sci. v.13 Further purification of radioprotective ginseng protein fraction by gel filtration Kim C;Park KA
  3. Korean J. Ginseng Sci. v.19 Purification and characterization of agmatine iminohydrolase from Panax ginseng CA. Meyer (I) Kim HS;Kim HJ;Cho YD
  4. Nature v.227 Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Laemmli UK
  5. Journal of Ethnopharmacology v.36 Recent advances on ginseng research in China Liu C;Xiao PC
  6. J. Biol. Chem. v.250 High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins O'Farrell PH
  7. Ann Acad Med Singapore v.29 Panax (Ginseng)-Panacea or Placebo? Molecular and cellular basis of its pharmacoloaical activity Ong YC;Yong EL
  8. Nature v.405 Proteomics to study genes and genomes Pandey A;Mann M
  9. Korean J. Ginseng Sci. v.20 Comparison of protein patterns of the root pith from Panax ginseng and Panax quinquefolium Park H;Kwon TH;Kim KH
  10. Electrohporesis v.17 Solubilization of proteins for electrophoretic analysis Rabilloud T
  11. Proteome research: Twodimensional gel electrophoresis and identification methods, Ed1 Solubilization of proteins for electrophoretic analysis Rabilloud T
  12. Korean J. Plant. Tissue Culture v.25 Selection of active grow hairy root lines in ginseng Yang DC;Kim YH;Yang DC;Min BH;Shin SL;Choi KT