• Applied Biological Chemistry
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• 제34권2호
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• pp.162-167
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• 1991

식물의 저온 스트레스와 이에 대한 방어체계의 기작론적 측면을 탐색하기 위하여, 냉해유발조건하에서 세워둔 식물(주로 3-4엽기의 벼 유묘)를 대상으로 하여 조직중 pyruvate 함량, superoxide$(O_{\overline{2}})$ 수준 및 항산소성 효소들의 활성을 경시적으로 측정하였다. 저온$(5^{\circ}C)$처리동안에 엽조직에는 현저한 pyruvate축적이 일어났으며, 그 상대적 축적량은 처리시간의 경과에 따라 증가하였다. 그러나 저온처리된 식물을 상온하에 옮겨 놓았을 때 축적된 pyruvate는 곧 소진하기 시작하였으며 이와 동시에 조직내 superoxide$(O_{\overline{2}})$수준이 상승하기 시작하였다. 아울러, 몇시간 정도의 lag time을 가지며 superoxide dismutase(SOD)와 catalase의 활성도 증가하였다. 이에 반하여 또 다른 항산소성 효소인 Glutathione peroxidase는 활성화 현상을 전혀 보이지 않았다. 뿌리를 통해서 외부로부터 공급된 superoxide$(O_{\overline{2}})$는 뿌리 조직내의 SOD와 catalase의 활성을 유도하였다. 한편 $H_2O_2$ 공급이 조직내 catalase는 활성화시켰으나, 역시 glutathione peroxidase에 대해서는 어떤 영향도 미치지 않았다. 위의 모든 결과들은 저온처리중에 일어난 pyruvate의 세포내 축적이 상온으로 환원된 조직내에서 superoxide$(O_{\overline{2}})$ 및 이로부터 이차적으로 생성된 활성산소를 과잉 발생시키는 직접적 원인이라는 사실과, 두 항산소성 효소(SOD와 catalase)가 활성산소를 중간매체로 하여 일어나는 것으로 해석되는 식물냉해로부터 세포를 보호함에 있어서 결정적인 역할을 담당하고 있다는 사실을 강력히 시사하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제34권2호
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• pp.168-173
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• 1991

벼 유묘에 의 한 $Mn^{+2}$(Mn-SOD의 cofactor)의 흡수는 유묘조직중 SOD 활성을 증가시킴과 아울러 유묘의 냉해저항성을 현저히 향상시키는 결과를 보였으며, SOD 활성 증가정도와 냉해 저 항성 향상정도간에는 정의 상관관계가 있었다. 이에 반하여, Fe-SOD와 Cu/Zn-SOD의 cofactor들인 $Fe^{+3},\;Cu^{+2},$ 및 $Zn^{+2}$의 흡수는 조직내 SOD활성이나 식물의 냉해저항성에 어떤 유의성 있는 영향도 미치지 않았다. 이러한 결과들이 시사하는 바는 아마도 superoxide에 의해 유도되고 $Mn^{+2}$의 존재에 의해 활성화된 Mn-SOD가 (최소한 벼의 경우에는) 저온 스트레스에 대항하는 생체방어 시스템의 중요한 子성분일 것이라는 점이다. 어느정도의 냉해억제효과가 있다고 인정된 Abscisic acid의 처리도 벼 유묘조직의 SOD 활성을 증가시켰다. 이 관찰결과도 식물의 냉해 유발상황 하에서 세포내 SOD가 담당하는 중요한 생체방어 역할을 부각시키는 또 하나의 정보를 제공한 것이다.