• 제목/요약/키워드: 시금치 엽록체

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분리된 시금치 엽록체에서 광합성중 광합성능이 소실되는 이유 (The Reason for the Loss of Photosynthetic Activity in Isolated Spinach Chloroplasts during Photosynthesis)

  • 김성수
    • Journal of Plant Biology
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    • 제36권4호
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    • pp.371-375
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    • 1993
  • 시금치에서 분리한 엽록체의 탄소고정을 관찰하면 반응시작 후 20분 정도가 지나면 고정율이 떨어지기 시작하여 1시간 정도가 지나면 고정이 완전히 멈춘다. 그 원인을 규명하기 위해 광합성 도중 시간별로 여러 단계의 엽록체에서 틸라코이드와 스트로마를 분리하여 재조합한 엽록체의 탄소고정을 조사하였다. 후기 단계의 틸라코이드를 사용하여 재조합한 엽록체의 탄소고정능이 후기 단계의 스트로마를 사용하여 재조합한 엽록체의 탄소고정능보다 더 많이 떨어진 것으로 미루어 그 저해 원인이 스트로마보다는 틸라코이드에 의한 것으로 짐작된다. 각 단계별로 틸라코이드의 기능을 조사한 결과 후기 단계에서의 전자전달과 광인산화반응이 크게 감소하였으며 반응 후 60분 시에는 광인산화반응이 완전히 멈추어 P/2e 비율이 0이 되었다. 따라서 분리한 엽록체에서 광합성 도중 광합성능이 떨어지는 이유는 스트로마보다는 틸라코이드 기능, 특히 광인산화 반응의 저하에 있다고 사료된다.

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시금치 엽록체의 광합성 전자전달 활성에 미치는 $Cd^{2+}$의 저해 효과

  • 정화숙
    • Journal of Plant Biology
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    • 제37권2호
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    • pp.231-236
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    • 1994
  • 분리한 시금치 엽록체에 $Cd^{2+}$을 처리하였을 때 광계 I에 비해서 광계 II의 활성이 낮은 농도의 $Cd^{2+}$에 의해 억제되었다. 그러므로 $Cd^{2+}$에 의해 1차적으로 광계 II 활성이 저해되었다는 것을 알 수 있다. 광계 II의 전자공여체인 diphenylcarbazide를 첨가했을 때 대조구에 비해 활성이 크게 증가하였다. $Cd^{2+}$ 처리시 $Mn^{2+}과\;Ca^{2+}을$ 외부에서 첨가했을 때 광계 II 활성은 회복되었지만 회복되는 정도가 15%로 낮았다. $50\;\mu\textrm{M}\;Cd^{2+}$ 처리구에서 광계 II 활성은 크게 감소하였으나 Fv/Fm는 미소하게 감소하였으며 $100\;\mu\textrm{M}\;Cd^{2+}$ 처리구에서 Fv/Fm는 크게 감소하였다. 광계 I활성은 $Cd^{2+}$의 처리 농도가 증가함에 따라 감소하였으나 세척하였을 경우 0.2 mM의 $Cd^{2+}$ 처리구에서 대조구보다 활성이 증가하였으며 농도가 높아짐에 따라 활성의 회복 정도가 컸다.

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시금치(Spinacia oleracea L.) 엽록체의 광합성 전자전달 활성에 미치는 iso-Butanol의 영향 (Effects of iso-Butanol on Photosynthetic Electron Transport Activity in Isolated Spinach Chloroplasts)

  • 박강은
    • Journal of Plant Biology
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    • 제35권3호
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    • pp.247-252
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    • 1992
  • iso-Butanol이 엽록체의 광합성 전자전달 활성에 미치는 영향을 연구하기 위하여 암조건하에서 시금치의 엽록체에 iso-butanol을 처리한 후 대조구와 비교하여 광계 II 활성과 광계 I 활성을 조사하였으며, 또한 iso-butanol이 틸라코이드 막단백질에 미치는 영향을 알아보기 위해 전기영동으로 틸라코이드 막단백질의 변화를 조사하였다. 광계 I 활성은 iso-butanol이 저농도(1-4%)일 때는 증가하였으나 고농도(5-9%) 에서는 감소되었다. 광계 II 활성은 iso-butanol의 농도가 0.6, 0.8, 1%에서는 각각 75%, 55% 및 25%로 활성이 감소하였다. Butanol 중에서 탄소수는 같으나 OH 기의 위치가 다른 1-butanol, sec-butanol, tert-butanol, iso-butanol이 광계 II의 전자전달계에 미치는 영향을 비교해 본 결과 OH 기를 중심으로 탄소의 배열이 직선상 일 때 저해효과가 크다는 것을 알 수 있었다. iso-butanol이 1차적으로 광계 II에 미치는 억제 부위는 0.8% iso-butanol 처리구에 DPC 첨가했을 때 DCIP 환원율이 93%로 증가하는 것으로 보아 광계 II의 산화 부위임을 알 수 있다. 0.8% iso-butanol 처리구에 외부에서 망간과 칼슘을 첨가하였을 때 광계 II 활성이 각각 83%와 79%로 보호된 것으로 보아 광계 II 활성 억제는 망간의 소실과 관계 있는 것으로 생각된다. 또한 1% iso-butanol 처리한 엽록체를 20배 희석하였을 때 활성이 78%로 회복되었다. iso-Butanol은 1% 이하의 저농도에서 광계 II 활성을 감소시킨데 비해 1% iso-butanol 처리구의 틸라코이드 막단백질의 SDS-PAGE에 의한 band pattern은 대조구와 유사하며 2% 처리구에서는 52 Kd 부근에서 미세한 band pattern의 차이가 있으며 5%의 iso-butanol 처리구의 틸라코이드 막단백질의 band는 전체적으로 많이 소실되었다. 이것으로 보아 iso-butanol은 가역적으로 광계 II의 산화부위에 관여하는 단백질에 영향을 주어 $Ca^{2+}와\;Mn^{2+}$ 이온의 친화력을 저하시켜 광계 II 활성을 억제시키고 또한 알코올의 R-group의 틸라코이드 막에 침투하여 막구조를 변형시키므로 광계 I 활성이 증가하며 고농도(5-9%)에서는 비가역적으로 막구조를 변경하여 광계 I 활성이 감소한 것으로 사료된다.

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엽록체내 Protoporphyrin IX(PPIX) 생합성계에서 S-23142의 작용기구 (Action Mechanism of S-23142 on the PPIX Biosynthesis System of Spinacia oleracea L. Chloroplast)

  • 김태준;김진석;조광연;요시다 시게오
    • 한국잡초학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.1-7
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    • 1994
  • In vitro 조건에서 protoporphyrin IX(PPIX) 생합성에 미치는 제초제 S-23142와 acifluorfen의 영향을 알아보고자 시금치잎에서 엽록체내의 stroma와 membrane을 분리, 분획하고 형 광검출기가 장착된 역상HPLC를 이용하여 생합성된 PPIX 함량용 분석한 결과는 다음과 같다. 1. PPIX의 생합성이 이루어지는 부위는 엽록체 내의 stroma분획이었고 이는 모두 ALA(${\delta}$-aminolevulinic acid)에 의한 반응산물이었다. 2. PPIX의 생합성에 관련된 in vitro실험은 stroma분획을 이용하는 것이 가장 효율적이었다. 3. In vitro계에서 S-23142와 acifluorfen은 동일하게 PPIX의 생합성을 억제하였으며, 그 작용부위는 엽록체내의 stroma일 것으로 판단되었다.

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인공산성비에 대한 작물에 영양생장기 내성 및 피해양상 (Tolerance of Crops to Simulated Acid Rain at Vegetative Growth Stage)

  • 김태주;이석순;김복진
    • 한국작물학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.556-563
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    • 1994
  • 작물의 영양생장기에 처리된 산성비에 대한 내성과 피해양상을 알기 위하여 벼, 옥수수, 콩, 팥, 고추, 토마토, 참깨, 밀, 보리, 배추, 무, 상추, 시금치 등 13개 작물을 파종 후 20일에 인공산성비 (pH 3.0, 4.5, 6.0)를 10mm씩 2일 간격으로 15회 처리한 후 작물의 형태적 및 생리적 변화를 조사분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. pH가 3.0이상일 때 인공산성비 처리에 의한 가시적 피해는 없었다. 2. 전자현미경상 조직의 피해는 없었으나 참깨, 콩, 팥의 엽록체내에 염색정도가 옅은 지질과립이 나타났다. 3. 엽신의 엽록소 함량은 팥에서는 증가하였으나, 벼, 토마토, 시금치에서는 감소되었고, 다른 작물은 인공산성비 처리간에 차이가 없었다. 4. 광합성은 팥에서 증가되었고, 배추와 보리에서는 감소하였으나 다른 작물은 인공산성비의 영향이 없었다. 5. pH 2.0의 인공산성비를 처리하였을 때 가시적 피해가 적은 작물은 벼, 옥수수, 참깨, 토마토, 밀, 보리 등이었으며, 피해가 큰 작물은 팥, 고추, 콩, 배추, 상추, 무, 시금치 등이었다.

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Polyvinylalcohol에 고정한 시금치 엽록체와 백금 촉매를 이용한 광수소 발생 (Photoproduction of Hydrogen in Polyvinylalcohol-Iimmobilized Spinach Chloroplsats with Platinum Catalysts)

  • 박인호
    • Journal of Plant Biology
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    • 제36권4호
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    • pp.313-319
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    • 1993
  • Photoproduction of hydrogen by free and polyvinylalcohol (PVA)-immobilized spinach chloroplasts was investigated. Immobilization of chloroplast with PVA increased the functional stability of the chloroplast during storage. PVA-immobilized chloroplasts preserved photosynthetic electron transport activity much better than free chloroplasts. The hydrogen production of free chloroplast decreased to 17% of initial activity after storage of six days. The hydrogen production of the PVA-immobilized chloroplast, however, showed 44% of initial activity after storage of 15 days. The maximal rate of hydrogen production was accomplished at 2$^{\circ}C$ under the light intensity above 116 $\mu$E.m-2.s-1. The amount of hydrogen produced was proportional to the chlorophyll concentration. The hydrogen production was inhibited by DCMU treatment, indicating hydrogen production is dependent on photosynthetic electron transport. These results suggest that PVA is a good candidate for the immobilization matrix of chloroplasts for the photoproduction of hydrogen.

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Polyvinylalcohol에 고정화한 시금치 엽록체의 광합성특성에 대한 연구 (Photosynthetic Characteristics of Polyvinylalcohol-Immobilized Spinach Chloroplasts)

  • 박인호
    • Journal of Plant Biology
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    • 제34권3호
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    • pp.215-221
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    • 1991
  • Photoxynthetic properties of polyvinylalcohol (PVA)-immobilized chloroplast especially regarded to stability of photosynthetic electron transport and the fluorescence induction pattern were studied. When isolated spinach chloroplasts were immobilized with PVA, it showed good preservation of photosynthetic electron transport activity, especially PS II activity, during storage at -15$^{\circ}C$, 4$^{\circ}C$ and 2$0^{\circ}C$. And immobilized chloroplasts revealed similar thermostability of whole chain electron transport to free chloroplsts. And the absorption peak of red band of chloroplasts showed the blue-shift of 2-4 nm after immobilization. Fv/Fm ratio of chlorophyll fluorescence slightly decreased after immobilization. White light pulse after continuous light do not induced the additional fluorescence rise. This means chlorophyll fluorescence at room temperature reached to Fmax under continuous light in the immobilized chloroplasts. It seems that PVA may be a good candidate for immobilization matrix for the preservation of photosynthetic function of thylakoids and for the continuous use of chloroplast membranes of higher plants for solar energy storage and conversion.

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시금치에서 분이한 엽록체의 인산대사에 관한 연구 (A Study on Phosphate Metabolism of Chloroplast Isolated from Spinach)

  • 이종삼
    • Journal of Plant Biology
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    • 제19권3호
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    • pp.71-84
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    • 1976
  • In order to observe the phosphate metabolism in chloroplast, the contents of inorganic phosphate and various compounds in chloroplast from spinach leaf tissues were investigated during the reaction in the light and dark in the reaction mixture and the turnover of phosphate in chloroplast was compared with that of whole cell system: 1. The phosphorus of DNA in chloroplast appears to be transferred from inorganic phosphate, while in whole cell system from phosphate pool. 2. $^{32}P-phosphate$ content of acid soluble fraction in chloroplast as well as in whole cell system was more increased in the light than dark during the reaction. It was noted to be caused by the stimulation of sugar phosphate synthesis in the light. 3. It was confirmed that polyphosphate exists in chloroplast as well as whole cell. Acid insoluble polyphosphate content in whole cell system was significantly decreased during the reaction and the similar tendency was also observed in chloroplst. It is, therefore, considered that acid insoluble polyphosphate also play an most important role as a phosphate pool respectively in chloroplast and in cytoplasm. 4. Protein and lipid phosphorus in chloroplast as well as whole cell system were transferred from acid insoluble polyphosphate.

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시금치 엽록체의 광계의 활성에 미치는 추출용매와 반응용액의 영향 (Effects of Different Extraction Extraction Media and Reaction Mixtures on Photosystem II Activity of Spinach Chloroplasts)

  • 권병규
    • Journal of Plant Biology
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    • 제19권4호
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    • pp.95-99
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    • 1976
  • This work deals with different extraction media and reaction mixtures on photosystem II activity of Spinach chloroplasts. The photoreduction rate of ferricyanide and DPIP by intact chloroplasts which extracted with four kinds of extraction media; S-Tris-N pH 7.2, 8.0, S-Tricine-N pH 7.2, 8.0, was measured in five kinds of reaction mixtures; S-Tris-N pH 7.2, 8.0, S-Tricine-N pH 7.2, 8.0, 0.05 M-Tris pH 7.2. The extraction medium which shows the highest photoreduction rate was S-Tris-N at pH 7.2 and S-Tricine-N at pH 8.0. As to the reaciton mixture, S-Tricine-N pH 8.0 showed the highest rate. On the complex effects of extraction media and reaction mixtures, the highest photordeuction rate of Hill oxidant by intact chloroplasts was obtained by S-Tris-N pH 7.2 extraction medium and S-Tricine-N pH 8.0 reaction mixture. The second highest activity was obtained by S-Tricine-N pH 8.0 extraction medium and reaction mixture.

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시금치 엽록체와 Chlamydomonas로부터 추출한 제한효소 EcoRI 억제물질의 특성과 작용 (Character and Function of Restriction Enzyme, EcoRI Inhibiting Substance Extracted from Spinach Chloroplast and Chlamydomonas)

  • 황성빈
    • Journal of Plant Biology
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    • 제33권4호
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    • pp.217-223
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    • 1990
  • Restriction enzyme inhibiting substance (REIS) extracted from spinach chloroplast and Chlamydomonas seems not to be proteinaceous, because its inhibiting activity was not lost by heat or trypsin treatment. And it seems not to be lipid or polysacchride, because its inhibiting activity was not lost by lipase or $\alpha$-amylase treatment, respectively. In Chlamydomonas, putrescine, spermidine and spermine were present. The amount of putrescine was the smallest and that of spermie was the greatest. But only spermine was contained in REIS and the activity of REIS. It was proportional to the amount of spermine in REIS and it was hindered by Na+ ion. So, the inhibiting activity of REIS seems to be deeply related to spermine contained in REIS. But restriction enzyme inhibiting activity remained to the some extent although salts and spermine were eliminated by dialysis.

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