| 초록 |
식물체의 막을 구성하며 막의 유동성(membrane fluidity)을 결정하는 불포화 지방산 가운데 cis, cis -1,4-pentadiene 구조를 지닌 리놀렌산(linolenic acid, C18:3)과 리놀레산(linoleic acid, C18:2)은 리폭시지나아제(lipoxygenase: EC 1. 13. 11. 12) 의 기질로 작용하여(도 1.) 이들 불포화 지방산이 lipoxygenase pathway 나 octadecanoid pathway에 의하여 다른 생리활성 물질로 변환되는 과정의 출발 물질을 제공할 뿐만 아니라, 리폭시지나아제는 기질의 특이성(substrate specificity)과 반응의 특이성(regiospecificity)에 따라 다양한 역할을 담당하여 온도, 수분, 염 등의 무생물적 환경 변화와 병원균, 해충, 곰팡이의 침입 등 생물적 환경 변화에 따라 식물체가 적응하는 과정에서 중요한 역할을 나타낸다(Horvath et al ., 1983 ). 식물체에 있어서 리폭시지나아제는 식물체의 스트레스 호르몬인 자스몬산, 상처 호르몬인 traumatin을 형성하는 생합성 경로의 출발 물질을 제공하게 되고, violaxanthin을 통하여 또 하나의 다른 abscisic acid의 형성 경로에도 막대한 영향을 주게 된다. 동물의 경우에도 리폭시지나아제의 주요기능은 eicosanoid pathway에서 잘 알려져 있으며, 동물 세포의 리폭시지나아제는 막이나 기질 분자들과 상호 작용하면서 calcium의 농도를 조절함으로써 prostaglandins, lipoxins, leukotrienes등의 생합성을 조절하여 trauma, allergy등의 스트레스에 대응하게 된다. 식물의 리폭시지나아제에 의하여 생성되는 13(S)-hydroperoxy fatty acid 와 9(S)-hydroperoxy fatty acid는 hydroperoxide lyase, allene oxide synthase의 기 질로 작용하여 다양한 종류의 oxylipin 화합물을 생성하는 lipoxygenase pathway를 이루는데( Shibata and Axelrod, 1995 ), jasmonic acid와 , traumatic acid, α-ketol 등의 oxylipin 화합물은 리놀렌산으로부터 얻어지는 13(S)-hydroperoxy 리놀렌산으로부터 생합성되고, 다양한 종류의 alkenal 등의 oxylipin 화합물은 리놀레산으로부터 생합성된다. 따라서 각각 독특한 생리활성을 나타내는 여러 가지 종류의 oxylipin 화합물 가운데 어떤 oxylipin 화합물이 생성될 것인지는 lipoxygenase pathway의 출발점인 리폭시지나아제의 기질 특이성 과 위치특이성(positional specificity)이 주요 역할을 한다고 할 수 있다. 본 발명에서는 옥수수 유래의 리폭시지나아제 유전자를 대장균에서 과대 발현시켜 생산함으로서 광범위한 기질 특이성과 반응 특이성을 나타내는 리폭시지나아제의 발명과 그의 생산 방법에 관한 것으로서 다양한 생리적 활성을 나타내는 지질 대사 산물의 개발을 위한 토대를 제공하며 지질 대사 경로를 조작하여 산화 스트레스에 저항성을 나타낼 수 있는 된 형질 전환 생물체 개발에 이용될 수 있다. |
