동남참게, Eriocheir japonicus의 난황단백전구체 합성부위를 면역조직화학적인 방법으로 구명하기 위하여, 난황단백질을 정제하고, 이 단백질에 대한 항혈청을 제작하여 난황단백질에 대한 면역학적인 성질을 밝힌 후, 난황단백전구체의 항체가 존재하는 항 난황단백혈청을 사용하여 PAP(peroxidase-antiperoxidase)법으로 생식소, 간췌장, 근육조직을 대상으로 면역조직화학 반응을 시켰다. 성숙한 암, 수혈청에 대한 면역전기영동과 Ouch-terlony 면역확산 실험에 의하여 암혈청내에는 암 특이성혈청단백질이 있음이 밝혀졌다. 암, 수혈청에 대한 항혈청과 난황형성중인 암혈청에 대한 조난황단백추출액에 대하여 면역전기영동과 Ouchte-rlony 면역확산 실험을 행한 결과, 암 특이성혈청 단백질은 난황단백전구체임이 밝혀졌다. 조난황단백추출액으로 부터 DEAE 이온교환 chro-matography와 sepharose CL-4B gel 여과법에 의하여 난황단백질을 정제하였으며, 이 난황단백질의 분자량을 sepharose CL-4B gel 여과법에 의하여 추정한 결과 분자량은 약 245,000 dalton이었다. 또한 난황단백질은 면역학적인 분석에 의하여 난황 단백질에 대한 항혈청에는 난황단백전구체에 대한 항체가 존재하고 있음이 증명되었다. 난황단백질에 대한 토끼 항혈청을 이용하여 PAP법에 의한 면역조직화학반응을 시킨 결과, 난황형성중인 난모세포와 성숙한 암참게의 간췌장은 양성반응이 나타는데 반하여 난소내의 여포세포층과 난황형성전 난모세포, 근육층 그리고 성숙한 수참게의 간췌장은 전혀 양성반응이 나타나지 않았다. 따라서 본 종의 난황단백전구체의 합성부위는 간췌장임을 알 수 있다.
홍모기 난소에서 일어나는 난황단백질의 합성을 조사하였다. 지방체의 난황단백질합성양과 난소에 축적되는 난황단백질의 양을 rocket immunoelectorphoresis 방법과 in vitro organ culture 방법으로 조사한 결과 지방체에서의 난황단백질 합성을 흡혈 후 6시간째 부터 시작되어 24시간에 최대의 합성양을 나타낸 후 48시간 이내에 완료되었으며, 난소내로의 축적은 6시간부터 시작되어 60시간까지 계속되었다. 흡혈 후 0, 24, 48, 72시간된 난소추출물을 전기영동 및 Western blotting한 결과 24시간된 난소에서는 한종류의 난황단백질이 존재한 반면, 48, 72시간된 난소에서는 두종류의 난황단백질이 나타났다. 흡혈 후 48시간된 난소와 지방체를 $^3$H-leucine이 함유된 배지에서 배양하였을 때 지방체에서는 단백질의 합성이 거의 일어나지 않았으나 난소에서는 난황단백질을 포함한 다량의 단백질합성이 일어났다. Crossed immunoelectrophoreses의 결가 YP1과 YP2는 분자량에서는 차이를 보이나 면역성은 동일한 것으로 나타났다. 이상의 결과 홍모기에서는 난소에서도 난황단백질의 합성이 일어나는 것으로 나타났다.
전복의 난황단백질의 특성을 조사하기 위하여 성숙한 참전복 암컷의 난소난 추출물로부터 sepharose Cl-4B gel chromatography을 사용하여 난황단백질을 분리하였다. 암컷과 수컷의 혈청과 난소난 추출물에 대한 항혈청을 이용하여 암수혈청과 난소난 추출물을 면역전기영동과 Ouchterlony 면역확산을 한 결과, 성숙한 암컷 혈청에는 암컷 특이 혈청 단백질(female specific serum protein) 이 존재하였으며, 이것은 난소난 추출물과 동일한 항원성을 가지고 있었다. 한 종류의 난황단백질이 난소난 추출물로부터 분리되었으며, 이 난황단백질은 SDS 전기영동에 의해 분자량이 각각 181kDa과 113kDa이 되는 2개의 subuit로 구성되어 있었다. 이들 난황단백질에 대한 항혈청은 성숙한 암컷 특이 혈청단백질과 간췌장 추출액과 침강반응을 보였으며 서로 교차반응이 일어났으나, 성숙한 수컷 간췌장 추출물에 대해서는 반응이 일어나지 않았다.
누에 난황단백질의 주성분인 난황소(vitellin)를 분리하고 그 면역반응적 특성과 난소 이식과의 관계 및 배발생중의 양적 변화를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 누에의 용혈액 vitellogenin과 난황소는 원심분리에 이은 DEAE-cellulose column chromatography에 의해 거의 순수하게 분리되었으며 두 단백질의 polyacrylamide gel 전기영동상의 이동도는 같았다. 2. 누에의 난황소와 이의 전구물질인 용혈림프 vitellogenin은 면역반응적으로 서로 동질임이 확인되었고, 가잠의 근록곤충인 상잠(Bombyx mandarina)의 난황단백질에는 가잠의 난황소와 면역학적으로 같은 반응을 나타낸 항원이 있는 반면, 천잠(Antheraea yamamai)의 난황단백질에는 가잠과의 공통항원이 없었다. 3. 수누에에 이식한 난소에서 생성된 난황단백질에는 난황소가 결여됨이 확인되어 난황소의 합성에는 난소이외의 다른 암컷 기관에서 생성된 전구물질이 필요함을 나타내었다. 4. 배발생중의 난황소는 배자발육 후기에 주로 기관의 형성에 이용되어 배자발육 초기부터 꾸준하게 이용되는 난특이단백질(ESP)과는 이용상 다른 특성을 보였다.
범가자미, Verasper variegatus의 황단백 질을 증류수로 침전시킨 후 Sepharose CL-6B column chromatography에 의해 분리하였다. 조난황단백추출액에서 분리한 난황단백질이 암컷 특이 혈청단백질과 공통의 항원성을 가짐을 Ouchterony 면역확산 test와 면역전기영동으로 확인하였다. 분리한 난황단백질의 분자량은 약 550kD이었으며, 난황단백질을 구성하고 있는 subunits은 분자량이 각각 108, 85, 31kD인 3종의 major subunits와 103, 80kD인 2종의 minor subunits이었다. 분리한 난황단백질은 vitellin에 대한 항혈청을 이용하여 western blot으로 확인한 바, 면역화학적 반응을 나타냈다.
난황 단백질의 효소에 의한 가수분해에서 에탄올의 농도가 증가할수록 고형물과 단백질의 회수가 증가함을 알 수 있었다. 이것은 유화층을 에탄올의 증가가 감소시켰기 때문이다. 그러나 가수분해물에서 단백질 함량이나 sialic acid의 함량은 에탄을 농도와는 관계없이 일정하였다. 한외여과 후에 retentate에 대한 에탄올의 영향을 조사하였다. 마찬가지로 고형물의 회수는 에탄을 농도의 증가와 함께 증가하였다. 그리고 retentate에서 sialic acid의 함량은 대략 $2.5\%$정도로 일정하고 에탄올의 농도에 영향을 받지 않았다 이상의 결과로부터 난황 단백질의 효소 가수분해를 통해 sialic acid가 함유된 제품을 얻고자 할 때는 원료 난황단백질에 포함된 에탄올의 함량을 증가시킬수록 높은 수율의 제품을 얻을 수 있다. 본 실험에서는 원료 난황 단백질 중에서 $40\%$의 에탄을 함량까지는 제품 수율이 계속 증가하는 경향을 보였다. 난황 단백질 가수분해물의 한외여과에서 농축단계에서는 막 모듈의 MWCO의 차이에도 불구하고 retentate에서 총 고형물의 회수율은 비슷함을 나타내었으며, 투석에서 회수율은 MWCO가 작을수록 높아지지는 않았다. 제품에서의 sialic acid의 함량은 사용한 모듈에서 약 $2.0\%$를 나타내었다. 이것은 단백질 가수분해물에 비해 5배정도 상승한 결과이다. 본 연구에서 사용된 막 모듈 가운데서 Amicon 모듈이 제품의 회수율과 함량면에서 가장 우수한 특성을 보였다. 결론적으로 난황 단백질의 protease에 의한 가수분해에서 한외여과에 의해 순도를 높일 때 MWCO, 막 모듈의 type 그리고 운전조건 등을 잘 고려해 줄 때 최적의 조업조건을 얻을 수 있었다.
빨간집모기가 흡혈한 후 체내에서 일어나는 total RNA 변화를 조사한 결과 흠혈 후 6시 간 이후에 RNA양이 증가하기 시작하여 18시간에서 peak를 보인 후 감소하다가 30시간째 부터 증가하기 시작하여 48시간 후에 최대의 RNA 양을 보인 후 급격히 감소하였다 난소에서의 RNA 합성을 정량한 결과 흡혈 후 24시간 이전에는 흡혈 전에 비하여 전혀 증가하지 않았고 30시간 이후부터 증가하기 시작하여 48시간에 가장 많은 양의 RNA가 난소내에 존재하였고, 그 후 급격히 감소하였다. 흡혈 후 6시간 간격으로 난소로 부터 total RNA를 추출하여 in vitro translation을 실시하고 TCA 침전법과 면역침전법으로 합성된 3H-protein과 3H-vitellogenin을 정량하였다. 그 결과 흡혈 후 36시간 이후의 난소로부터 3H-protein과 지-vitellogenin의 합성이 일어나기 시작하여 48시간된 난소에서 가장 많은 양의 3H-protein과 3H-vitellogenin이 합성되었으며, 이때 합성된 단백질의 약 45% 정도가 난황단백질인 3H-vitellogenin으로 나타났다 이상의 결과로 빨간집모기에서는 지방체에서 뿐만 아니라 난소에서도 난황단백질의 합성이 일어남을 알수 있다.
참개구리의 난자형성 단계에 따른 난황막의 구조적 변화와 막단백질의 변화에 대하여 연구함으로써 난자형성에 따른 난탈막의 기능적 분화의 가능성을 알아보고자 하T:다. 난황막의 구조적 변화는 난자형성에 따른 미세음모의 수와 모양의 변화로 확인되었다. 그 수가 초기에는 적으나 중기에 증가하고 알기에 다시 감소하며, 그 모양도 처음에는 킬고 가늘지만, 나중에는 짧고 굵어진다. 막단백질은 wheat germ agglutinin에 대해서만 특이하게 반응을 보이는 당단백질로서 작은 난모세포(직경 100-800 urn)와 큰 난모세포(직경 1500 urn)에서 다르게 나타난다. 분자량은 106 KD, 60 KD, 순 KD과 같이 어느 단계에서나 공통적으로 나타나는 단백질이 존재하는 반면에 특히 작은 난모세포의 난황막에서만 찾아 볼 수 있는 130 KD, 125 KD, 90 KD, 28 KD, 26KD과 같은 단겐 특이적으로 나타나는 막단백질도 있다. 이와 같은 결과로 미루어 보아 난황막 단백질은 난자형성단계에 따라 변화한다는 사실을 알 수 있다.
가잠 신장형란의 배자형성에 있어서 유전자의 발현기구를 해명하기 위한 연구의 일환으로, 미수정란 난황단백질과 미수정란으로부터 추출한 RAN의 무세포단백질 합성계에서의 번역활성능에 대해 검토했다. 그 결과, ki란 미수정란의 난황단백질은 질적인 면에서 볼 때 정상란과의 차이를 인정할 수 없었다. 또한 in vitro 무세포 단백질 합성계에서 번역활성능을 가진 모성유래의 mRNA 분자종에 있어서도 ki란은 정상란과의 비교에서 이렇다 할 차이가 없었다.
본 연구에서는 동자개, Pseudobagrus fulvidraco의 난황단백질(Vitellin, Vg 난황단백전구체(Vitellogenin, Vg)를 분리하였고, 그 특성을 분석하였다. 난황단백질은 성성숙한 난소 난으로부터 gel filtration chromatography (Sephadex - G200)을 이용하여 분리되었다. 동자개의 난황단백질은 SDS-PAGE에서 분자량이 107 kDa인 1개의 subunit로 구성되어 있었고, 총 난황 단백질 분자량은 360 kDu으로_ 측정되었다. 난황단백전구체는 성숙한 수컷에 $E_2$를 삽입하여 유도하였고, anion exchange chromatography (Momo Q HR 5/5 column)을 이용하여 분리되었다. 분리된 난황단백전구체의 총 분자량은 450 kDa으로 계산되었고, 이는 SDS-PAGE하에서 110 KDa, 125 kDa와 147 kDa로 3개의 subunit로 구성되어져 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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