Salsola callina 엽육조직의 $C_4$ Kranz구조내 세포유형의 발달 및 미세구조 분화특성을 연구하였다. 선형의 다육질성 잎은 표피, 광합성 염육조직, 수분저장조직, 유관속으로 이루어져 있으며, 두 층의 엽육조직은 변형된 Salsoloid Kranz구조를 나타내었다. 내부의 엽육조직층은 전형적인 $C_4$ 구조의 Kranz 유관속초세포의 특성을 보이고, 외부의 엽육세포층은 Kranz 엽육세포의 특성을 보였다. 세포소기관들은 유관속초 세포에서는 구심적으로 배열하였고 엽육세포에서는 세포벽 주위를 따라 분포하였다. 또한 이들 세포유형 사이에는 엽록체 이형현상이 뚜렷하여 유관속초세포의 엽록체는 전분입자가 잘 발달하고 그라나가 거의 형성되어 있지 않았다. 반면, 외부엽육세포의 엽록체에는 그라나와 proteinbody들이 잘 발달되어 있었다. 유관속초세포의 세포벽은 비후되어 있으나 엽육세포의 경우에는 얇고, 특히 이들 두 세포층은 복잡한 구조를 지니는 원형질연락사로 연결되어 있었다. 이러한 구조들은 $C_4$ 광합성과정에서 생성되는 물질이 유관속초세포와 엽육세포 간에 원활하게 수송되고 이동됨을 암시한다. 본 연구에서 밝혀진 Salsola 식물의 미세구조는 $C_4$ 식물의 NADP-ME유형의 구조적 특성과 거의 일치하는 것이며, 구조적 이형현상을 보이는 유관속초와 엽육세포 간의 특성은 엽육조직 분화시 $C_4$ 기능과 밀접하게 연계하여 적응한 결과로 나타난 현상으로 추정된다.
Salsoloid Kranz구조를 지닌 다육질성의 Salsola komaravii의 두 단계 잎의 광합성 엽육조직에 대하여 LM 및 TEM에 의한 구조적 분화발달 양상을 연구하였다. 수분저장조직을 둘러싸는 내부 유관속세포층 및 외부 엽육세포층으로 구성된 두 층의 광합성조직은 어린 잎에서는 연결되어 발달하나 성숙한 잎에서는 불연속적으로 발달하였다. 중앙의 유관속 외 다수의 미세맥들은 대개 내부 유관속세포층과 접하여 형성되며 발달초기에는 이 두 세포층의 구조적 차이는 뚜렷하지 많았다. 이들 엽육조직이 신장 발달하면 franz구조 내 내부 유관속 세포층과 외부 엽육세포층은 세포형태, 세포소기관의 분포, 엽록체의 내부 특성, 세포벽의 비후, 원형질연락사의 발달양상 등에서 현저한 차이를 보이며 구조적으로 분화하였다. 특히 이들이 지닌 엽록체의 미세구조 및 원형질 연락사 등의 특성은 생화학적으로 알려진 NADP-ME 유형과 거의 일치하였다. 이들은 세포특이성을 나타내는 C-4 광합성 효소의 발현양상을 조사하는 세포 면역화학법과 접목되어 연구될 것이다.
발달중인 Sedum 및 Salsola의 엽육조직을 chemical fixation과 high pressure freezing (HPF) 등으로 고정한 후, 초박 및 후박절편으로 제작 carbon coating하여 TEM 및 UHVEM으로 연속절편에 의한 2-D영상과 tilt image data를 수집하였다. 이후 초미세 구조들에 대하여 tilting 및 tomography 기법, 그리고 디지털화한 image의 3-D 입체구조 재구현에 필수적인 IMOD 프로_그램을 적용한 image 처리과정을 거쳐 UHVEM data에서 색소체내 초미세구조의 정보를 추출하여 세포수준에서의 3-D image를 분석하였다. 색소체 기질에서 녹말입자 및 틸라코이드에 인접하여 형성되는 CAM및 $C_4$ 식물 색소체 결정체들은 어떤 막으로도 둘러싸이지 않는 구조로서, Sedum rotundifolium 색소체내 결정체는 수 ${\mu}m$에 이르는 커다란 크기로 형성된다. 결정체 내에는 약 20nm격자거리로 이루어진 기원을 알 수 없는 수백-수천 개의 미세소관성 요소들이 평행 또는 격자상태로 정교한 구조를 이루며, 티라코이드 및 녹말입자와 인접하여 발달하였다. $C_4$ 광합성 수행 Salsola komarovii의 경우, 결정체는 엽육세포 색소체에서만 발달하며 결정체 구성 기본요소들이 비교적 규칙적인 격자거리를 이루며 수십 개 배열하는 구조를 형성하였다. 특히, tilted image및 3-D 입체구조 연구에서 결정체 형성에는 이들과 인접하여 발달하는 틸라코이드막이 관여함을 알아 낼 수 있었다. 이는 엽육세포 색소체에는 결정체들이 식물이 수행하는 광합성 유형에 따라 각기 다른 구성요소로 형성되어 Sedum의 경우와 같이 발달 중인 엽육조직에서 분화하거나 Salsola에서와 같이 세포 유형에 따라 상이하게 발달하는 것으로 추정되었다.
Cho, Hyeon Kyung;Suh, Won Se;Kim, Ki Hyun;Kim, Sun Yeou;Lee, Kang Ro
Natural Product Sciences
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제20권2호
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pp.95-101
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2014
Five lignan glycosides, seven megastigmane glycosides, and seven phenolic compounds were isolated by repeated column chromatography from the MeOH extract of Salsola komarovii. Their structures were determined to be lariciresinol-9-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (1), alangilignoside C (2), conicaoside (3), (+)-lyoniresinol 9'-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (4), (8S,8'R,7'R)-9'-[(${\beta}$-glucopyranosyl)oxy]lyoniresinol (5), blumenyl B ${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (6), blumenyl A ${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (7), staphylionoside D (8), icariside $B_2$ (9), (6R,9S)-3-oxo-${\alpha}$-ionol ${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (10), 3-oxo-${\alpha}$-ionol 9-O-${\beta}$-$\small{D}$-apiofuranosyl-($1{\rightarrow}6$)-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (11), blumenol B 9-O-${\beta}$-$\small{D}$-apiofuranosyl-($1{\rightarrow}6$)-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (12), benzyl 6-O-${\beta}$-$\small{D}$-apiofuranosyl-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (13), canthoside C (14), tachioside (15), isotachioside (16), biophenol 2 (17), 2-(3,4-dihydroxy)-phenyl-ethyl-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (18), and cuneataside C (19) by spectroscopic methods. All the isolated compounds 1 - 19 were reported from this source for the first time. Compounds 2, 3 and 6 upregulated NGF secretion to $118.8{\pm}3.6%$, $128.2{\pm}9.3%$ and $111.1{\pm}7.1%$ without significant cell toxicity.
본 연구에서는 명아주과 수송나물속 솔장다리(Salsola collina Pall.) 추출물의 항산화 및 항암 활성을 분석하였다. 먼저 솔장다리의 에탄올 추출물의 DPPH radical scavenging activity를 분석한 결과, $IC_{50}$가 $4.82{\mu}g/ml$로 나타나 강한 항산화능을 보유하였음을 확인하였다. 또한 대장암 세포주(HT29), 폐암 세포주(A549), 간암 세포주(HepG2)를 사용하여 솔장다리 추출물의 암세포 사멸효과를 분석한 결과, $IC_{50}$가 각각 43.8, 64.1, $92.5{\mu}g/ml$로 강력한 세포사멸효과를 나타냈으며 특히 HT29에 대한 강한 사멸효과를 보였다. 솔장다리 추출물의 항암 활성 기전 분석을 위해 세포주기를 분석한 결과, 대장암세포인 HT29의 G2/M arrest를 유도하였으며 최고 농도인 $60{\mu}g/ml$까지 S기 세포수가 증가하였다. 세포주기관련 단백질의 발현 분석 결과, 솔장다리 추출물을 처리한 경우, G2기에서 M기로의 전이에 필수적인 단백질인 Cdc25C와 cyclin A의 발현이 감소되었고, 반면 Cdc25C와 Cdc2의 불활성화 형태인 p-Cdc25C, p-Cdc2는 증가하였다. 또한 p21과 Wee1의 발현도 증가되었다. 하지만 p53의 발현량은 변화가 없었다. 이러한 결과는 솔장다리 추출물을 처리한 경우, p53 비의존적으로 p21의 발현이 증가되어 cyclin A/Cdc2 complex의 활성이 조절되고, 이어서 G2/M phase의 check point에 작용하는 Wee1의 발현증가 및 Cdc25C, Cdc2의 인산화에 의한 불활성화를 통하여 G2/M arrest가 유도되는 것을 시사한다. 또한 솔장다리 추출물 처리에 의해 S기 진행을 조절하는 Cdk2의 발현량도 감소하여, cyclin A/Cdk2 complex가 감소되어 S기의 세포수가 증가한 것으로 보인다. 따라서 본 연구 결과를 통해 솔장다리 추출물이 높은 항산화 활성을 지니며 암세포의 세포주기를 조절하여 높은 항암 활성을 보유함을 확인하였다.
Halophytes are expected to possess abundant secondary metabolites and various biological activities because of habitat in extreme environments. In this study, we collected 14 halophytes (Asparagus oligoclonos, Calystegia soldanella, Carex pumila, Chenopodium glaucum, Elymus mollis, Glehnia littoralis, Limonium tetragonum, Messerschmidia sibirica, Rosa rugosa, Salsola komarovii, Spergularia marina, Suaeda glauca, Suaeda maritima, and Vitex rotundifolia) native to Korea and compared their total polyphenol contents, antioxidant and anti-inflammatory activities. The total polyphenol contents of R. rugosa (27.28%) and L. tetragonum (13.17%) were significantly higher than those of the other 12 halophytes and L. tetragonum, R. rugosa, and M. sibirica showed significantly greater antioxidant activities than the other 11 halophytes, as determined by DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl). A. oligoclonos, E. mollis, and C. pumila showed significantly greater anti-inflammatory activities than the other 11, as determined by NO (Nitric oxide) and $PGE_2$ (Prostaglandin $E_2$) levels. In contrast, these three extracts had normal and low total polyphenol contents among the 14 halophytes. Consequently, the total polyphenol content in the 14 studied halophytes appeared to be related to antioxidant, but not anti-inflammatory activity levels.
The coastal vegetation of the southwestern coast of Korea was surveyed by the Braun-Blnquet's phytosociological sKDICe and its soil properties were also determined. Comparing with the coastal vegetation of Korea, Japan and Europe, the vegetation of this area could be classified into as follows; A. Thero-Salicornietea R. Tx. 1954(Salicor-nietum herbaceae assoc. nov.). B. Thero-Suaedetea Rivas Martwez 1979 (Suaedetum japonicae Miyawaki et Ohba 1966, Suaeda maritima commuity, Atriplici-Suaedetum maritimi Miyawaki et Ohba 1965, Suaeda asparagoided community) C. Asteretea tripolium Westhoff et Beeftink 1962 (Zoysietum sinice Ohba, Miyawaki et Tx. 1973, Limonietum tetragoni Miyawaki et Ohba 1969, Artemisietum scopariae assoc. nov., Aster tripolium community, Atriplex, gmelini community) D. Phragmitetea Tx. et Prsg. 1942 (Triglochietum maritimae assoc. nov., Carcetum scabrifoliae Miyawaki et Ohba 1969, phragmites communis community, Pyaceluretum latifolii Miyawaki et Okuda 1972, Scirpus fluviatilis community) E. Salsoletea komarovil Ohba, Miyawaki et Tx. 1973(Salsola komarovi community) F. Glehnietea littoralis ohba, Miyawaki et Tx. 1973(Caricetum pumilae assoc. nov., Meserschmidia sibirica community, Lysimachia mauri-tiana community Ishaemum anthephoroides community, Elymus mollis commuity, carex kobomugi community, Ixeris repens community) G. Viticetea rotundifoliae Ohba, Miyawaki et Tx. 1973 (Imperato cylindricae-Viticetum rotundifoliae ohba, Miyawaki ex Tx. 1973) and Opuntia ficus-indica var. saboten community. Among the soil properties, water potential seems to be one fo the most important factor on the distribution of the coastal plant community and it might be highly affected by water content in sand and salinity in low marsh.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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