• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.212-216
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• 2005

Thapsigargin은 동물조직에서 ER/SR-type $Ca^{2+}-ATPase$의 선택적 저해제로서, 토마토 뿌리조직으로부터 분리한 마이크로솜에서 ATPase의 특성을 조사하기 위하여 사용되었다. Thapsigargin은 마이크로솜 ATPase 활성을 농도의존적으로 저해하였으며, $10\;{\mu}M$ 농도에서 총활성의 약 30%를 저해하였다. 이것은 뿌리조직에서 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성이 매우 낮다는 것을 고려할 때, thapsigargin이 뿌리조직의 주된 ATPase 활성인 원형질막 및 액포막의 $H^+-ATPase$ 활성을 저해할 가능성을 보인다. Thapsigargin의 효과는 ${NO_3}^-$를 사용하여 액포막 $H^+-ATPase$ 활성을 저해하였을 때 현저하게 감소하였다. 그러나, thapsigargin의 효과는 원형질막의 $H^+-ATPase$ 활성에는 영향을 미치지 않아, thapsigargin이 토마토 뿌리조직에서 액포막 $H^+-ATPase$를 선택적으로 저해함을 보여준다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권2호
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• pp.192-196
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• 2004

이온채널의 활성을 포함한 세포의 생리활성을 측정하기 위하여 토마토의 뿌리조직으로부터 원형질체를 분리하였다. 일반적으로 널리 사용되는 원형질체 분리법은 뿌리조직의 경우 효율이 좋지 않았다. 따라서, 다양한 조건을 변화시키며 분리효율을 조사하던 중 두 단계의 삼투압 처리로 원형질체 분리효율이 높아짐을 확인하였다. 첫 단계로 뿌리조직을 300 mM sorbitol을 포함하는 용액에서 30분간 배양한 후, 700 mM sorbitol과 세포벽 분해효소를 포함하는 용액으로 옮겼을 때, 원형질체 형성은 급격히 증가하였다. 이러한 분리방법의 최적 조건을 결정하기 위하여 pH와 삼투압, 배양시간, 세포벽 분해효소의 농도 등을 조사하였다. 원형질체 분리의 수율은 3% cellulase와 1% macerozyme, 0.1% pectolyase를 포함하는 pH 5.0의 혼합효소액에서 2시간 배양할 때 최대로 나타났다. ATPase 활성으로 평가한 원형질체의 세포활성은 뿌리조직의 시료에서 측정한 간과 유사하였다. 또한, 분리한 원형질체의 세포활성은 4시간 동안 감소하지 않아 생리활성 측정을 위한 시료로 적합하였다. 본 결과는 두 단계 삼투압 처리법이 토마토 뿌리조직으로부터 높은 수율의 원형질체 분리에 성공적임을 보인다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권2호
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• pp.116-122
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• 1999

식물세포의 세포질 $Ca^{2+}$ 이동과 관련된 $Ca^{2+}$ 수송 특성을 조사하기 위하여, 토마토 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하고, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수 실험을 수행하였다. 반응용액에 P-type ATPase의 선택적 저해제인 1 mM vanadate와 액포막 $H^+-ATPase$의 선택적 저해제인 50 mM $NO_3^-$를 첨가하였을 때, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수는 각각 20%와 33%가 저해되었고, 두 가지 저해제를 동시에 첨가하였을 때, 약 47%가 저해되었다. 이러한 저해효과의 특성을 밝히기 위하여 protonophore인 gramicidin을 처리하여 막을 경계로 형성된 $H^{+}$의 농도기울기를 감소시켰을 때, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수는 30% 가량 저해되어, 토마토 뿌리조직 마이크로솜에 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter가 존재할 가능성을 확인하였다. Gramicidin의 저해효과는 vanadate에 의한 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수 저해 이후에도 대조실험과 같은 정도로 얻어져 vanadate의 저해효과와는 무관한 것이 확인되었다. 그러나, $NO_3^-$를 처리하여 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수를 저해시킨 후, gramicidin에 의한 추가저해는 거의 관측되지 않았다. 한편, 동물조직 ER/SR-type $Ca^{2+}-ATPase$의 선택적 저해제인 thapsigargin은 마이크로솜 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수를 농도 의존적으로 저해하였으며, $10\;{\mu}M$ 농도에서 최대 저해효과를 나타냈다. Thapsigargin에 의한 저해효과는 $NO_3^-$를 사용하여 액포막 $H^{+}-ATPase$ 활성을 저해하였을 때와 gramicidin을 사용하였을 때, 현저하게 감소하였으며 , vanadate의 효과와는 무관하였다. 이러한 결과는 vanadate가 직접적으로 $Ca^{2+}-ATPase$를 저해하며, $NO_3^-$와 thapsigargin은 액포막에 위치한 $H^{+}-ATPase$의 활성을 저해하여 간접적으로 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter를 저해함을 의미한다. 결론적으로, 본 연구의 결과는 토마토 뿌리조직에 $Ca^{2+}$ 이동을 유발하는 주요 효소로서 $Ca^{2+}-ATPase$와 액포막 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter가 존재함을 보여준다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제46권2호
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• pp.84-89
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• 2003

$H^+-ATPase$ 활성을 조절할 수 있는 물질을 찾기 위하여 토마토 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하고 $La^{3+}$의 효과를 조사하였다. 원형질막 및 액포막에 위치하는 $H^+-ATPase$의 활성은 각각의 선택적 저해제인 vanadate와 $NO_3-$의 처리시 감소하여, $La^{3+}$이 원형질막 및 액포막 $H^+-ATPase$ 활성을 모두 저해함을 확인하였다. 원형질막과 액포막 $H^+-ATPase$ 활성을 50% 저해하는 $La^{3+}$ 농도인 Ki 값은 각각 57, $78\;{\mu}M$이었다. $La^{3+}$에 의한 저해효과는 Triton X-100을 처리한 leaky 마이크로솜에서도 얻어져, $La^{3+}$이 이온채널의 존재와 관계없이 $H^+-ATPase$의 활성을 직접적으로 저해함을 확인하였다. 한편, Lak의 활성저해 효과는 ATP 농도 증가로 감소하였고, ATP의 효과는 농도 의존적으로 나타났으며, 7 mM ATP 의해 $La^{3+}$에 의한 $H^+-ATPase$ 활성 저해가 완전히 억제되었다. 이러한 결과로부터 $La^{3+}$은 원형질막과 액포막의 $H^+-ATPase$들에 결합하여 ATP 결합친화력을 감소시킴으로써 활성을 저해하며, 뿌리조직 $H^+-ATPase$의 활성조절제로 이용이 가능함을 확인하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권4호
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• pp.298-303
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• 1999

토마토 뿌리조직의 마이크로솜 ATPpase활성에 대한 중금속의 효과를 조사하기 위하여 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하였고, enzyme-coupled assay를 이용하여 마이크로솜 이온펌프(ATPase)의 활성을 측정하였다. 여러 가지 중금속 이온들 중 $Hg^{2+}$은 마이크로솜 ATPpase 활성을 농도 의존적으로 저해하였으며, $Gd^{3+}$과 $Fe^{3+}$, $La^{3+}$, $Zn^{2+}$, $Pb^{2+}$ 등은 마이크로솜 ATPpase의 활성을 저해하면서 동시에 assay에 사용된 효소를 저해하였다. 그러나, $Cs^+$과 $Ba^{2+}$은 마이크로솜 ATPpase 활성에 영향을 미치지 않았다. $Hg^{2+}$은 원형질막과 액포막에 위치하는 $H^+-ATPase$들의 활성을 $10\;{\mu}M$ 이상의 농도에서 현저히 저해하였고, 1 mM 이상의 농도에서 완전히 저해하였으며, 두 효소들에 대한 활성저해의 Ki 값은 각각 $80\;{\mu}M$, $58\;{\mu}M$로 나타났다. $Hg^{2+}$에 의해 저해된 ATPpase의 활성은 DTT의 농도를 증가시킴에 따라 회복되어, $Hg^{2+}$에 의한 ATPpase 활성저해는 가역적임을 확인하였다. 이러한 결과들은 $Hg^{2+}$이 원형질막과 액포막에 위치한 $H^+-ATPase$들을 비선택적이고 가역적으로 저해함을 보여준다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제45권2호
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• pp.53-58
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• 2002

Quinacrine은 수소이온 농도변화에 민감한 형광 probe로서 양성자와 결합하지 않은 형광형이나, 양성자와 결합한 비형광형으로 존재한다. 따라서, quinacrine은 $H^+-ATPase$에 의한 수소이온이동 활성 측정에 이용된다. 본 연구에서는 토마조 뿌리조직에서 분리한 마이크로솜에서 quinacrine의 형광성을 이용한 $H^+-ATPase$ 활성측정의 최적 조건을 조사하였다. Quinacrine의 형광변화는 반응용액 중의 단백질 함량이 $0.43{\mu}g/{\mu}l$에서25-26% 감소하여 10%의 quinacrine 형광을 감소시키는 데 약 100nmo1/min의 $H^+-ATPase$ 활성이 필요함을 알 수 있었다. Quinacrine의 최대 형광변화는 pH 7.0-7.2 범위와 $2mM\;Mg^{2+}$ 조건에서 일어났다. 이것은 기존에 보고한 $H^+-ATPase$의 특성과 일치하여, quinacrine의 형광변화가 $H^+-ATPase$의 활성을 잘 반영하고 있음을 보인다. 원형질막 및 액포막 $H^+-ATPase$들의 선택적 저해제인 vanadate와 $NO_3-$는 각각의 효소에 의한 수소이온이동 활성을 저해하는데 성공적임을 확인하였다. 이상의 결과로 quinacrine이 토마토 뿌리조직에서 분리한 마이크로솜의 수소이온이동 활성측정에 유용하게 이용될 수 있음을 확인하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제44권2호
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• pp.67-72
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• 2001

식물 뿌리세포의 원형질막 및 액포막에 위치하는 $H^+-ATPase$들은 세포의 여러 가지 생리활성에 중요한 역할을 수행한다. $H^+-ATPase$의 생리활성 특성을 조사하기 위하여 토마토 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하고, $H^+-ATPase$의 활성에 미치는 음이온의 효과를 조사하였다. 다양한 종류의 음이온들이 $H^+-ATPase$의 활성을 저해함을 확인하였으며, 이들 중 특히 효소의 저해정도가 다른 citrate와 인산을 선택하여 작용특성을 조사하였다. Citrate에 의한 ATPase활성저해는 3 mM 이상에서 나타났고, 20 mM citrate는 활성을 50-60% 저해하였다. 그러나, citrate의 저해효과는 $Mg^{2+}$의 농도를 증가시킬수록 감소하여, citrate에 의해 저해된 ATPase 활성은 $Mg^{2+}$에 의해 회복되는 것으로 나타났다. 즉, 7 mM $Mg^{2+}$을 첨가하였을 때, citrate에 의한 활성저해는 관측되지 않았고 ATPase활성은 대조활성과 비슷한 수준으로 회복되었다. 이러한 결과로 부터 citrate는 Mg^{2+}을 chelation함으로써$H^+-ATPase$의 활성을 저해함을 확인하였다. 한편, 인산에 의한 ATPase활성저해는 3 mM 이상의 농도에서 나타났고, 30 mM 인산은 ATPase의 활성을 50% 저해하였다. 인산에 의해서 저해된 ATPase의 활성은 $Mg^{2+}$니 농도증가에 의해 회복되지 않아, 인산에 의한 저해효과는 $Mg^{2+}$과 무관하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권2호
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• pp.130-136
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• 1998

토마토의 뿌리조직에 존재하는 여러 가지 이온이동 기작을 밝혀내기 위하여 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하였고, 마이크로솜에 존재하는 이온점프(ATPase)의 활성을 측정하였다. 원형질막과 액포막에 위치하는 $H^+-ATPase$들의 활성은 각각의 선택적 저해제인 vanadate와 $NO^-_3$를 이용하여 평가하였고, 이들의 활성은 각각 마이크로솜 ATPase 총활성의 ${\sim}30%$, ${\sim}38%$로 나타났다. 이들 두 가지 저해제 효과는 additive하게 나타났으며, 전체활성의 약 $50{\sim}70%$를 저해함을 확인하였다. 마이크로솜 ATPase활성은 pH의 영향을 받으며, 최대 활성은 pH 7.4에서 나타났다. ATPase 활성은 또한 10 mM 이상의 $K^+$에 의해서 약 30% 증가를 보였으며, $K^+$에 의한 활성촉진 효과는 $Na^+$에 의해서 완전히 저해되었다. $K^+$에 의한 ATPase 활성증가 기작을 조사하기 위해, 반응용액의 $K^+$농도를 조절하면서 선택적 저해제들의 효과를 측정하였다. 반응용액에 $K^+$이 없는 조건과 120mM $K^+$을 함유하는 조건에서 vanadate는 ATPase 활성을 동일하게 27% 저해하였으나, $NO^-_3$는 각각의 조건에서 32%, 40% 저해하였다. 이것은 $NO^-_3$에 민감한 액포막의 $H^+-ATPase$활성이 $K^+$에 의해서 촉진된다는 것을 시사한다. 마이크로솜 ATPase 활성은 $Ca^{2+}$에 의해서도 저해되었으며, $NO^-_3$는 $Ca^{2+}$에 의한 저해효과를 억제하였다. 이상의 결과는 토마토 뿌리조직의 마이크로솜 ATPase중 액포막의 $H^+-ATPase$ 활성이 $K^+$에 의해서 증가하며, $Ca^{2+}$에 의해서 저해되는 것을 보여준다.

• 한국잡초학회지
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• 제15권2호
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• pp.141-147
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• 1995

Glyphosate (N-[phosphonomethyl)glycine)에 의한 식물체(植物體)의 피해양상(被害樣相)을 알아보기 위하여 토마토(Lycopersicon esculentum Mil)를 대상으로 하여 동화부위(同化部位)에 부분처리(部分處理)하거나 전(全) 식물체(植物體)에 분무처리(噴霧處理)하였다. Glyphosate는 처리 24시간(時間)이내에 shikimic acid의 급속한 체내(體內) 축적(蓄積)을 유도(誘導)하였다. Shikimic acid의 축적(蓄積)은 정단엽(頂端葉)의 분열조직(分裂組織)에서 엽록소(葉綠素)의 감소(減少)를 동반(同伴)하였다. 이때 나타나는 황화(黃化)현상은 생장하는 어린잎의 정단조직(頂端組織)에서 향정성(向頂性)인 현상(現象)이었다 엽록소(葉綠素)의 감소(減少)는 glyphosate의 이차효과(二次效果) 내지 삼차효과(三次效果)인 것으로 보인다. 그렇지만 축적(蓄積)된 shikimic acid의 감소(減少)는 처리 5일째부터 정단엽과 뿌리를 제외하고는 감소(減少)하였다. Shikimic acid의 축적(蓄積) 정도는 처리(處理)된 부위(部位)에 따라 매우 다르게 나타났으며, paraquat를 처리(處理)한 하위(下位) 3엽(葉)에서는 3일 후(後)에 토마토의 정단분열조직(頂端分裂組織)에서 shikimic acid의 수준(水準)이 가장 높게 나타났다.

• 농업과학연구
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• 제13권2호
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• pp.168-175
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• 1986

토마토의 엽육조직(葉肉組織)을 MS배지(培地)에 cytokinin으로 BA를 auxin으로 NAA 와 2, 4-D를 첨가하여 배양하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. Cytokinin 인 BA의 단독처리구(單獨處理區)에서도 callus는 형성(形成)되었으며 농도(濃度)가 증가(增加)할수록 생체중(生體重)이나 건물중(乾物重)도 증가(增加)하였다. 2. Auxin 의 일종(一種)인 NAA를 처리(處理)하였을때 callus는 형성(形成)되었으나 BA처리시(處理時)보다 생체중(生體重)이나 건물중(乾物重)은 떨어졌으며 BA와의 혼합처리시(混合處理時)에는 callus의 생육(生育)에 상승적(上昇的) 효과(效果)를 보였다. 그러나 auxin의 농도가 증가하면서 callus의 생육(生育)은 떨어지는 경향(傾向)이었다. 3. 2, 4-D의 처리구(處理區)에 있어서는 NAA의 효과(效果)보다 부진한 결과(結果)로서 특히 농도(濃度)의 증가(增加)에 따른 억제효과(抑制效果)는 컸다. 4. Shoot의 형성(形成)은 BA단독처리구(單獨處理區)에서만 유도되었고, auxin은 shoot 형성(形成)에는 효과(效果)가 없었다. 5. 뿌리의 발생(發生)에 있어 cytokinin은 효과(效果)가 없었고, auxin 중에서도 NAA처리구(處理區)에서만 효과(效果)가 있었으며 저농도에서 양호하였다. NAA와 BA와의 혼합처리(混合處理)의 경우에서도 BA의 농도(濃度)가 증가(增加)됨에 따라 뿌리의 발생(發生)에는 억제적(抑制的) 효과(效果)가 나타났다.