• 한국환경농학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.37-43
• /
• 1997

율무의 simazine에 대한 내성이 GSH와의 conjugation에 의한 약제의 불활성화 반응에 기인하는지 여부를 검정하기 위하여 화본과 작물인 옥수수와 비교하여 약제의 흡수 및 대사속도, GSH 함량 및 GST 활성, GST isozyme의 발현 양상 및 작용점에서의 약제에 대한 감수성의 차이를 조사하였다. 율무와 옥수수 모두 배양액중에 포함된 simazine에 대하여 약제처리 초기부터 빠른 흡수를 보였으며, 처리 12시간 후에는 두 초종 간의 흡수속도에 있어서 차이가 인정되지 않았다. 율무에 흡수된 simazine은 GSH-simazine conjugate의 형태로 신속히 대사되었으며, 특히 약제처리 $1{\sim}6$시간 까지의 처리 초기에는 율무에서의 대사속도가 옥수수에 비하여 약 2배정도 빠르게 나타났다. 두 초종 모두 초엽부에서 가장 높은 GSH 함량 분포를 보였다. 초종별로는 율무에서의 GSH 함량이 옥수수에 비하여 전반적으로 높게 나타났으며, 특히 율무의 초엽부와 근부에서 옥수수에 비하여 GSH함량이 각각 1.5배와 2.3배씩 높게 나타났다. GST[CDNB] 활성은 초종 간에 차이가 인정되지 않았으나, GST[simazine] 활성에 있어서는 옥수수에 비하여 율무의 모든 조직에서 약 2배 정도 높은 활성을 보였다. 두 초종 모두 지상부에서의 GST[simazine]활성이 근부에 비하여 $20{\sim}30%$ 정도 높게 나타났다. 율무와 옥수수에서 나타난 simazine에 대하여 특이성을 갖는 GST 활성의 차이를 이해하기 위하여 FPLC-anion exchange 컬럼을 이용하여 GST isozyme 활성을 조사하였다. 율무에 있어서 GST[CDNB] 활성을 보이는 1개 피크와 GST[simazine] 활성을 보이는 2개의 피크가 옥수수의 활성 피크와 같은 NaCl 농도범위에서 나타났으며, 이들의 활성은 옥수수에 비하여 높게 나타났다. 옥수수에서는 나타나지 않은 1개의 GST[simazine] 활성 피크가 율무에서 검출되었으며, 이 GST[simazine] 활성은 CDNB에 대하여 전혀 활성을 나타내지 않았기 때문에 율무에 simazine 특이성의 다른 GST isozyme이 존재함을 시사해 주고 있다. 율무와 옥수수의 완전 엽으로부터 추출한 엽록체 thylakoid막에 의한 전자전달 활성은 simazine $1{\sim}100\;{\mu}M$ 수준에서 매우 유사한 경향으로 억제되었다. 이상의 결과들은 율무의 simazine 내성이 흡수된 약제가 GSH와의 conjugation에 의하여 신속히 불활성화됨으로써 나타나며, 이러한 simazine 대사활성의 차이는 식물체에 내재하는 GSH 함량 및 GST 활성과 밀접한 상관성이 있음을 시사해 주고 있다.

• 미생물학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.67-73
• /
• 2005

본 연구에서는 남세균인 Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803)을 대상으로 transposable element Tn5를 이용하여 획득된 1,200여 돌연변이주로부터 모균주에 비하여 PHB 축적량이 크게 증진된 균주를 선별하고, Tn5 삽입에 의해 결함을 나타낸 유전자를 확인함으로써 Syn6803에서의 PHB 생합성에 영향을 주는 세포내 생리학적 요인을 조사하고자 하였다. 모균주인 야생형 균주의 경우 질소원이 제한된 $BG11_0$ 배지에서의 PHB 생합성량이 건체량의 $4\%$ (w/w) 수준인데 반하여, $10-34\%$의 생합성량을 보이는 25개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었다. Inverse PCR을 이용하여, 선별된 돌연변이 균주내 돌연변이가 일어난 유전자를 조사한 결과, 아직까지 그 기능이 규명되지 않은 유전자가 대부분이었으나, NADH-ubiquinone oxidoreductase, O-succinylbenzoic-CoA ligase 또는 photosystem II PsbT protein과 같이 광합성과 호흡에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 4 균주와 histidine kinase가 결여된 1균주가 확인되었다. 이들 균주를 대상으로pulse-amplitude modulated fluorometer를 이용하여 세포내 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비를 측정한 결과, 에너지 대사 흐름의 차단에 의해 세포내의 $NAD(P)HNAD(P)^+$비가 모균주에 비하여 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이는 잉여의 전자로 포화된 세포, 즉 NAD(P)H에 의해 환원적 상태를 유지하고 있는 세포의 경우 PHB 축적 이 증진될 수 있음을 시사한다. 이러한 사실은 인위적으로 광합성과 호흡 관련 유전자가 제거되어 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비가 높아진 것으로 알려진 다수의 Syn6803 돌연변이 균주들을 대상으로 PHB 생합성량을 조사한 결과로부터 재확인되었다.