종자는 농업생산 사슬의 상류(upstream)에 속해 있고 농업생산에서 가장 기본적이고 또한 중요한 생산원료이다. 이상적인(ideal) 종자의 발아과정은 양호한 새싹이 형성되는 전제조건이다. 종자의 발아과정은 대량적인 유전자 발현(gene expression)과 복잡한 외부환경 신호를 호응하는 메커니즘이 관련되어 있다. 이 과정의 분자제어 메커니즘 탐구는 농업생산에 대해 중요한 지침적인 의미가 있다.
단백질의 인산화(phosphorylation)는 생체에서 흔히 보이는 가역적인 번역후 변형(posttranslational modification) 유형으로서 단백질 위치결정(protein localization), 형태변화(conformational change), 신호전달(signal transduction) 등의 생물학적 과정에 광범위하게 참여한다. 식물조직의 인산화 단백질체학(proteomics)에 대한 연구도 갈수록 식물 단백질체학의 연구 관심사가 되고 있다. 양이온 친화성 크로마토그래피(cation affinity chromatography)기술로 효소분해(enzymolysis)된 펩타이드(peptide)에서 인산화 펩타이드를 농축(enriching)시키고 질량분석법(mass spectrometry)을 통해 생물학적 과정에서 단백질의 인산화 수준의 변동을 검증하고 분석하며 따라서 이 과정의 제어 단백질을 찾아낼 수 있다. 이런 유형의 인산화 단백질체(phosphoproteome)에 대한 연구는 생물학적 과정의 복잡한 제어 메커니즘에서 결정적인 제어부분을 발견할 수 있다.
중국과학원 무한시(Wuhan City) 식물원자원식물번식생물학 과제팀 박사연구생 Chao Han은 연구원 Ping Yang의 지도와 일본 국립작물연구소 Setsuko Komatsu 교수연구팀과 협력하여 양이온 친화성 크로마토그래피 및 비표지(label-free) NanoLC-MS/MS 정량적(quantitative) 질량분석 기술로 벼의 종자발아(seed germination) 초기단계에서 배조직(embryonic tissue)의 인산화 단백질체에 대해 계통적인 연구를 진행했다. 이 연구를 통해 브러시노스테로이드(brassinosteroid) 신호통로에 해당되는 부분의 인산화 수준은 현저한 변화를 일으켰다는 것을 발견하였고 외부에서 브러시노스테로이드를 증가시키는 방법으로 인산화 단백질이 벼의 종자발아 초기에 현저한 촉진작용이 있다는 것을 확정하였다.
위의 실험 프로젝트는 무한시 식물원자원식물번식실험실과 일본 국립작물연구소 콩 생리실험실이 연합하여 완성한 것으로, 국가자연과학기금(31271805)의 지지를 받았고 관련된 연구성과는 국제 단백질체학 저널 Journal of Proteome Research에 온라인으로 발표되었다.
원문연결:
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/pr401295c 그림1. 실험개요도
그림2. 인산화된 단백질체의 군집분석(cluster analysis)
키워드 : 인산화 단백질체, 펩타이드, 종자발아, 브러시노스테로이드
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://www.cas.ac.cn/ky/kyjz/201403/t20140303_4044634.shtml 제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.05.12 10:32
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