본 연구는 식물 세포 내의 티오레독신 (Trx)과 ROS 조절 기작에 대한 연구의 일환으로서, 미토콘드리아에 존재하는 CBSX3와 Trx-o2의 상호작용, 그리고 엽록체에 존재하는 LCP1와 Trx-y2의 상호작용을 바탕으로 세포소기관의 ...
본 연구는 식물 세포 내의 티오레독신 (Trx)과 ROS 조절 기작에 대한 연구의 일환으로서, 미토콘드리아에 존재하는 CBSX3와 Trx-o2의 상호작용, 그리고 엽록체에 존재하는 LCP1와 Trx-y2의 상호작용을 바탕으로 세포소기관의 활성산소 조절 메커니즘을 규명하는 것을 그 목표로 한다. 본 논문의 첫 번째 장에서는 애기장대에 존재하는 CDCP (CBS domain containing protein)에 대하여 정리하였다. CDCP는 진화적으로 CBS (Cystathionine Beta-Synthase) 도메인이 보존된 단백질들의 superfamily로서 애기장대에는 36개의 CDCP유전자가 존재한다. CDCP들은 몇 개의 CBS 도메인을 가지는 지에 따라서 4가지 그룹으로 분류되며, 어떠한 추가적인 도메인을 가지는지에 따라서 세부적으로 분류된다. 애기장대의 CDCP들에 대하여 기능유전학 및 역유전학 방법을 이용하여 연구가 진행되었고, 알려진 CDCP들은 생체 내효소 활성 조절, 세포 내부의 산화-환원 기전, 배우체 형성, 이온 수송 조절 등 다양한 역할을 수행하며, CDCP들의 세포 에너지 센서로서 역할 또한 광범위하게 제시되고 있다. 본문에서 지금까지의 보고들을 정리하고, adenosine-containing molecule을 리간드로 사용할 수 있는 잠재적인 CDCP들의 기능에 대하여 토의해 보았다. 두 번째 장은 미토콘드리아에 존재하는 CBSX3와 Trx-o2의 기능에 관한 연구에 대하여 기술하였다. 과도한 농도에서 활성산소는 세포독성을 가지지만, 활성산소는 식물 발달 조절, 스트레스에 대한 반응과정에서 세포 내 신호전달분자로서 중요한 기능을 담당한다. 미토콘드리아 전자전달계는 세포의 주요한 활성산소 생성 장소이다. 미토콘드리아의 활성산소 조절기작은 잘 알려졌지만, 전자전달계 구성 멤버들의 단백질 직접 상호작용에 의한 활성산소 생성 조절에 대한 연구는 잘 이루어져 있지 않다. 본 연구에서 CBS 도메인을 포함하는 CBSX3 단백질이 미토콘드리아에서 Trx-o2와 상호작용하며 그 활성이 증가한다는 것을 밝혔다. 추가로, Trx-o2는 전자전달계 복합체 II의 subunit 중 하나인 SDH1과 상호작용한다는 것을 밝혔다. CBSX3 저발현체는 활성산소가 축적되지 않아 리그닌의 생합성이 잘 이루어지지 않고, 이 때문에 수술이 열개되지 않는 표현형을 가진다. 또한 세포분열과 관계된 유전자의 발현이 증가하여 식물의 성장이 촉진되는 것을 확인하였다. 반면에, CBSX3 과발현체는 활성 산소의 축적이 증가하였으며 세포분열과 관계된 유전자 발현이 감소하여 식물 성장이 느린 것을 확인하였다. 더욱이, CBSX3 또는 Trx-o2 저발현체는 미토콘드리아 전자전달계의 억제자 처리 시 ROS 생성의 관점에서, 상대적으로 저항성을 띤다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통합적으로 본다면, CBSX3 그리고 Trx-o2는 미토콘드리아의 활성산소 생성의 조절자로서 기능하며, 식물 발달과 산화-환원 시스템의 조절에 중요한 역할을 한다고 추측할 수 있다. 세 번째 장은 엽록체에 존재하는 LCP1이 Trx-y2를 조절한다는 것에 관한 연구이다. 식물의 티오레독신은 엽록체에서 단백질의 산화-환원을 조절하는 항산화 물질로서 기능한다. 비록 엽록체의 활성산소 조절에 대한 연구가 많이 진행되었지만, 티오레독신의 섬세한 조절기작은 아직 밝혀져 있지 않다. 본 연구를 통해 기능이 보고되지 않은 LON 도메인만을 가지는 LCP1 단백질을 동정하였고, LCP1이 Trx-y2와 상호작용하여 그 활성을 억제한다는 것을 밝혔으며, LCP1 저발현 식물체는 리그닌 축적이 감소하여 수술의 열개가 진행되지 않는다는 것을 확인하였다. 또한, LCP1 저발현 식물체는 상대적으로 활성산소가 적게 축적되며, 활성산소에 반응하는 마커 유전자의 발현 또한 감소하는 것을 확인하였다. 이를 종합적으로 고려하면, LCP1은 직접적으로 Trx-y2를 조절하여 활성산소의 축적에 관여하며, 이를 통해서 수술 endothecium의 리그닌 축적을 조절한다는 것을 추측할 수 있다.
본 연구는 식물 세포 내의 티오레독신 (Trx)과 ROS 조절 기작에 대한 연구의 일환으로서, 미토콘드리아에 존재하는 CBSX3와 Trx-o2의 상호작용, 그리고 엽록체에 존재하는 LCP1와 Trx-y2의 상호작용을 바탕으로 세포소기관의 활성산소 조절 메커니즘을 규명하는 것을 그 목표로 한다. 본 논문의 첫 번째 장에서는 애기장대에 존재하는 CDCP (CBS domain containing protein)에 대하여 정리하였다. CDCP는 진화적으로 CBS (Cystathionine Beta-Synthase) 도메인이 보존된 단백질들의 superfamily로서 애기장대에는 36개의 CDCP유전자가 존재한다. CDCP들은 몇 개의 CBS 도메인을 가지는 지에 따라서 4가지 그룹으로 분류되며, 어떠한 추가적인 도메인을 가지는지에 따라서 세부적으로 분류된다. 애기장대의 CDCP들에 대하여 기능유전학 및 역유전학 방법을 이용하여 연구가 진행되었고, 알려진 CDCP들은 생체 내 효소 활성 조절, 세포 내부의 산화-환원 기전, 배우체 형성, 이온 수송 조절 등 다양한 역할을 수행하며, CDCP들의 세포 에너지 센서로서 역할 또한 광범위하게 제시되고 있다. 본문에서 지금까지의 보고들을 정리하고, adenosine-containing molecule을 리간드로 사용할 수 있는 잠재적인 CDCP들의 기능에 대하여 토의해 보았다. 두 번째 장은 미토콘드리아에 존재하는 CBSX3와 Trx-o2의 기능에 관한 연구에 대하여 기술하였다. 과도한 농도에서 활성산소는 세포독성을 가지지만, 활성산소는 식물 발달 조절, 스트레스에 대한 반응과정에서 세포 내 신호전달분자로서 중요한 기능을 담당한다. 미토콘드리아 전자전달계는 세포의 주요한 활성산소 생성 장소이다. 미토콘드리아의 활성산소 조절기작은 잘 알려졌지만, 전자전달계 구성 멤버들의 단백질 직접 상호작용에 의한 활성산소 생성 조절에 대한 연구는 잘 이루어져 있지 않다. 본 연구에서 CBS 도메인을 포함하는 CBSX3 단백질이 미토콘드리아에서 Trx-o2와 상호작용하며 그 활성이 증가한다는 것을 밝혔다. 추가로, Trx-o2는 전자전달계 복합체 II의 subunit 중 하나인 SDH1과 상호작용한다는 것을 밝혔다. CBSX3 저발현체는 활성산소가 축적되지 않아 리그닌의 생합성이 잘 이루어지지 않고, 이 때문에 수술이 열개되지 않는 표현형을 가진다. 또한 세포분열과 관계된 유전자의 발현이 증가하여 식물의 성장이 촉진되는 것을 확인하였다. 반면에, CBSX3 과발현체는 활성 산소의 축적이 증가하였으며 세포분열과 관계된 유전자 발현이 감소하여 식물 성장이 느린 것을 확인하였다. 더욱이, CBSX3 또는 Trx-o2 저발현체는 미토콘드리아 전자전달계의 억제자 처리 시 ROS 생성의 관점에서, 상대적으로 저항성을 띤다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통합적으로 본다면, CBSX3 그리고 Trx-o2는 미토콘드리아의 활성산소 생성의 조절자로서 기능하며, 식물 발달과 산화-환원 시스템의 조절에 중요한 역할을 한다고 추측할 수 있다. 세 번째 장은 엽록체에 존재하는 LCP1이 Trx-y2를 조절한다는 것에 관한 연구이다. 식물의 티오레독신은 엽록체에서 단백질의 산화-환원을 조절하는 항산화 물질로서 기능한다. 비록 엽록체의 활성산소 조절에 대한 연구가 많이 진행되었지만, 티오레독신의 섬세한 조절기작은 아직 밝혀져 있지 않다. 본 연구를 통해 기능이 보고되지 않은 LON 도메인만을 가지는 LCP1 단백질을 동정하였고, LCP1이 Trx-y2와 상호작용하여 그 활성을 억제한다는 것을 밝혔으며, LCP1 저발현 식물체는 리그닌 축적이 감소하여 수술의 열개가 진행되지 않는다는 것을 확인하였다. 또한, LCP1 저발현 식물체는 상대적으로 활성산소가 적게 축적되며, 활성산소에 반응하는 마커 유전자의 발현 또한 감소하는 것을 확인하였다. 이를 종합적으로 고려하면, LCP1은 직접적으로 Trx-y2를 조절하여 활성산소의 축적에 관여하며, 이를 통해서 수술 endothecium의 리그닌 축적을 조절한다는 것을 추측할 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.