인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer)은 수천 년 전부터 널리 사용되어 온 한국의 대표 약용작물이다. 독성이 거의 없고 만병에 효과가 있다고 알려져 주로 뿌리를 약용하였다. 뿌리를 제외한 잎, 열매 등 다른 부분들은 상대적으로 주목을 받지 못하여 이용도가 매우 낮은 실정이었다. 하지만, 인삼열매의 다양한 효능에 관한 여러 논문들이 발표되면서 기능성 제품으로의 활용가치 가능성이 높다고 여겨져현재 각광을 받고 있다. 본 논문은 인삼열매의 우수성에 주목하여 단백질체와 ...
인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer)은 수천 년 전부터 널리 사용되어 온 한국의 대표 약용작물이다. 독성이 거의 없고 만병에 효과가 있다고 알려져 주로 뿌리를 약용하였다. 뿌리를 제외한 잎, 열매 등 다른 부분들은 상대적으로 주목을 받지 못하여 이용도가 매우 낮은 실정이었다. 하지만, 인삼열매의 다양한 효능에 관한 여러 논문들이 발표되면서 기능성 제품으로의 활용가치 가능성이 높다고 여겨져현재 각광을 받고 있다. 본 논문은 인삼열매의 우수성에 주목하여 단백질체와 대사체를 이용하여 연풍, 금풍, 천풍, 청선 품종의 열매를 비교·분석하였다. 먼저, 인삼 각 부분의 항산화 활성을 비교하기 위하여 DPPH 와 ABTS 라디칼 소거능을 측정하였다. 뿌리에 비해 열매의 항산화 활성이 높았으며, 열매 중에서는 청선과 연풍의 항산화 활성이 다른 품종에 비하여 높았다. 인삼열매 단백질은 Tris-Mg/NP-40 버퍼를 이용해 추출하였으며, 추출한 단백질로 2-DE 분석을 수행하였다. 총 500 개 이상의 단백질들이 2-D gel 상에 분리되었으며, MALDI-TOF/TOF 와 LC-MS/MS 를 이용하여 81 개의 단백질들이 동정되었다. 기존에 존재하는 DB 로는 동정에 한계가 있어, RNAseq 을 이용한 DB 를 직접 구축하여 총 59251 개의 단백질 정보를 가지고 단백질을 동정하였다. 이를 더 보완하기 위하여, 동정된 81 개의 단백질을 이용하여 단백질지도를 작성하고 기능적 분류를 위하여 GO 분석을 수행하였다. 대부분의 단백질들이 가수분해효소 (18%), 산화환원효소 (16%), 대사 (23%)와 세포 (19%)에 관여하는 단백질로 확인되었다. 더 나아가 펩타이드 분석을 위하여 동정된 인삼열매 단백질을 소화 시뮬레이션을 거쳐 펩타이드 형태로 변환하였다. 4 가지 소화효소 (트립신, 키모스팁신, 펩신, 엘라스테아제)를 이용하여 항균 펩타이드로 추정되는 101, 160, 18, 26 개의 펩타이드들을 얻었다. 추후에 이 펩타이드들의 기능성을 확인하여 선별하고 합성한다면, 의약품 개발에도 이용할 수 있을 것으로 생각된다. 다음으로, 인삼 열매 (연풍, 금풍, 천풍, 청선)의 품종별 특성을 비교하기 위하여 단백질과 대사물질을 비교·분석하였다. 단백질체 분석결과, 품종별로 다르게 발현되는 9 개의 단백질을 확인하였으나 그 중 4 개 만이 동정되었다. Spot 13 은 포스포글루콘산 탈수소효소, spot 44 는 일반 조절 인자 9, spot 99 는 ABA 와 건조한 환경조건에 의해 유도되는 단백질이었으며, 나머지 1 개는 알려지지 않은 단백질이었다. 유전체 분석이 완성되지 않은 인삼의 경우, 완전하지 못한 DB 로 인하여 단백질 동정에 어려움이 많다. 이런 결점이 향후 단백질체 분석을 위하여 보완하고 해결해야 할 우선적인 문제라고 생각된다. 대사체 분석은 GC-TOF MS 를 이용하여 분석되었으며, 총 66 개의 대사물질들을 얻었다. 이 중 친수성 대사물질은 48 개였으며, 친유성 대사물질은 18 개였다. 다른 두 품종에 비하여 금풍과 천풍에서 대사물질들이 많았다. 특히, 이소류신, C22-ol, 아스파라긴, C20-ol, 글루타민은 천풍에 많았으며, 베타알라닌, 알라닌, 트레할로스, 크실로스, 글리신과 같은 대사물질들은 금풍에서 많이 확인할 수 있었다. 이와 같이, 특정 품종에 특이적으로 많이 나타나는 대사물질들은 바이오마커로서 활용가능성이 높았다. 이 연구는 4 가지 품종 (연풍, 금풍, 천풍, 청선)의 인삼 열매의 특성에 대해 더 이해할 수 있도록 도움을 줄 것이며, 더 나아가 품종 특이적인 바이오마커의 개발에도 기여할 수 있을 것으로 생각된다.
인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer)은 수천 년 전부터 널리 사용되어 온 한국의 대표 약용작물이다. 독성이 거의 없고 만병에 효과가 있다고 알려져 주로 뿌리를 약용하였다. 뿌리를 제외한 잎, 열매 등 다른 부분들은 상대적으로 주목을 받지 못하여 이용도가 매우 낮은 실정이었다. 하지만, 인삼열매의 다양한 효능에 관한 여러 논문들이 발표되면서 기능성 제품으로의 활용가치 가능성이 높다고 여겨져현재 각광을 받고 있다. 본 논문은 인삼열매의 우수성에 주목하여 단백질체와 대사체를 이용하여 연풍, 금풍, 천풍, 청선 품종의 열매를 비교·분석하였다. 먼저, 인삼 각 부분의 항산화 활성을 비교하기 위하여 DPPH 와 ABTS 라디칼 소거능을 측정하였다. 뿌리에 비해 열매의 항산화 활성이 높았으며, 열매 중에서는 청선과 연풍의 항산화 활성이 다른 품종에 비하여 높았다. 인삼열매 단백질은 Tris-Mg/NP-40 버퍼를 이용해 추출하였으며, 추출한 단백질로 2-DE 분석을 수행하였다. 총 500 개 이상의 단백질들이 2-D gel 상에 분리되었으며, MALDI-TOF/TOF 와 LC-MS/MS 를 이용하여 81 개의 단백질들이 동정되었다. 기존에 존재하는 DB 로는 동정에 한계가 있어, RNAseq 을 이용한 DB 를 직접 구축하여 총 59251 개의 단백질 정보를 가지고 단백질을 동정하였다. 이를 더 보완하기 위하여, 동정된 81 개의 단백질을 이용하여 단백질지도를 작성하고 기능적 분류를 위하여 GO 분석을 수행하였다. 대부분의 단백질들이 가수분해효소 (18%), 산화환원효소 (16%), 대사 (23%)와 세포 (19%)에 관여하는 단백질로 확인되었다. 더 나아가 펩타이드 분석을 위하여 동정된 인삼열매 단백질을 소화 시뮬레이션을 거쳐 펩타이드 형태로 변환하였다. 4 가지 소화효소 (트립신, 키모스팁신, 펩신, 엘라스테아제)를 이용하여 항균 펩타이드로 추정되는 101, 160, 18, 26 개의 펩타이드들을 얻었다. 추후에 이 펩타이드들의 기능성을 확인하여 선별하고 합성한다면, 의약품 개발에도 이용할 수 있을 것으로 생각된다. 다음으로, 인삼 열매 (연풍, 금풍, 천풍, 청선)의 품종별 특성을 비교하기 위하여 단백질과 대사물질을 비교·분석하였다. 단백질체 분석결과, 품종별로 다르게 발현되는 9 개의 단백질을 확인하였으나 그 중 4 개 만이 동정되었다. Spot 13 은 포스포글루콘산 탈수소효소, spot 44 는 일반 조절 인자 9, spot 99 는 ABA 와 건조한 환경조건에 의해 유도되는 단백질이었으며, 나머지 1 개는 알려지지 않은 단백질이었다. 유전체 분석이 완성되지 않은 인삼의 경우, 완전하지 못한 DB 로 인하여 단백질 동정에 어려움이 많다. 이런 결점이 향후 단백질체 분석을 위하여 보완하고 해결해야 할 우선적인 문제라고 생각된다. 대사체 분석은 GC-TOF MS 를 이용하여 분석되었으며, 총 66 개의 대사물질들을 얻었다. 이 중 친수성 대사물질은 48 개였으며, 친유성 대사물질은 18 개였다. 다른 두 품종에 비하여 금풍과 천풍에서 대사물질들이 많았다. 특히, 이소류신, C22-ol, 아스파라긴, C20-ol, 글루타민은 천풍에 많았으며, 베타알라닌, 알라닌, 트레할로스, 크실로스, 글리신과 같은 대사물질들은 금풍에서 많이 확인할 수 있었다. 이와 같이, 특정 품종에 특이적으로 많이 나타나는 대사물질들은 바이오마커로서 활용가능성이 높았다. 이 연구는 4 가지 품종 (연풍, 금풍, 천풍, 청선)의 인삼 열매의 특성에 대해 더 이해할 수 있도록 도움을 줄 것이며, 더 나아가 품종 특이적인 바이오마커의 개발에도 기여할 수 있을 것으로 생각된다.
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