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문제 정의
- 있다. 본 고찰에서는 flavonoid 대사공학에서 이루어진 최근의 발전과 산업화 이용 가능성에 대하여 언급함으로써 생명공학과 관련된 농업분야에서의 연구방향을 제시하고자 한다.
제안 방법
- Holton 등 (1993)은 페튜니아로무터 두 개의 full-lenglh P-450 유전자의 cDNA 단편들을 분리하였으며 효모 발현을 통하여 F3'5'H 활력을 확인하였다. 또한 페튜니아 돌연변이체에 대한 RFLP mapping과 complementation 결과 각각 바'1과 Hf2 genetic loci 에 해당함을 확인하였다.
- (Mehdy and Lamb 1987). 또한 폐튜니아 꽃눈으로부터 분리한 CHI 효소의 antiserum을 이용하여 폐튜니아 꽃잎의 cDNA expression library로부터 CHI 단편을 분리하였다. 현재 2 종류의 CHI 유전자(chiA, chiB)J\ 분리되고 그 특성이 규명되었으며 ("mTunenetal.
대상 데이터
- 1992) Florigene 실험실과 Suntory 실험실은 delphinidin 유도체를 도입함으로써 자연계에는 존재하지 않는 보라색 꽃의 형질전환 Dkms을 개발하였다. 또한 DFR과 F3F 활성을 모두 억제하여 dihydrokaempferol만을 합성하는 횐 재배종 꽃을 선발하였다. Dihydromyricetin만을 기질로 받아들이고, dihy- drokaempferole 기질로 받아들이지 않는 페튜니아 유래의 DFR과 F3'5'H 유전자를 동시에 도입한 실험에서, 두 효소의 동시 발현이 dihydrokaempferol을 hydroxylation 하여 dihy- dromyricetin(F3'5'H)을 생성하였으며, 이는 페튜니아 DFR에의하여 leucodolphinidin으로 바뀌어 결국 식물 내부 효소들에 의한 delphinidin 유도체가 되었다.
성능/효과
- 그러나 CHI mutant에서 chaicone 축적을 보이는 몇몇 예가 확인되었다. CHI 활력이 결핍된 과꽃 (Callistephus emis、)과 카네이션의 coiollas(꽃부리)에서 chalcone 색소의 축적으로 꽃이 노란색으로 착색되었다
- 그 이후의 단계들에서 Del 유전자를 절대적으로 필요로 하며, 〃와 Rosea에 의하여 양적인 조절을 받았다. Del 유전자의 mutatione 화관에서 DFR, F3H, Candi, 3GT 등의 생합성 유전자의 전사를 감소시켜 DM 유전자 산물의 전사 활성으로, flower lobe와 mesophyll에서는 CHS의 repressor로 작용하는 것으로 밝혀졌다.
- MaizeM 유전자를 담배와 애기장대에 형질전환 결과 몇몇 부위에서 색소 증가를 보였는데, 이는 Lc가 maize 이외의 다른 종 유래의 flavonoid 생합성 유전자를 활성화 할 수 있음을 의미한다. 을 형질전환한 토마토는 꽃과 영양 조직들에서 flavonoid 합성이 증가되었으나, 형질전환 담배에서는 꽃에서만 flavonoids가 증가되었다.
- PCR 기법을 이용하여 페튜니아로부터 옥수수 R 유전자와 유사한 73을 분리하였는데, 아미노산 수준에서 jafl3은 R과 2 산물에 광범위한 상동성을 보일 뿐만 아니라, 발현 양상과 RFLP 분석 결과 73은 An4 유전자에 해 당함을 보여 주었다.
- 상동성을 기준으로 분리되어 왔다. Transposon tagging에 의하여 분리된 폐휴니아의 An2 유전자는 아미노산 수준에서 옥수수의 C1 및 PI 유전자와 가장 높은 상동성을 보였다./M2 유전자는 corolla 와 tube에서 발현되었으나, 약에서는 발현되지 않았다.
- 페튜니아에는 12개의 서로 다른 CHS 유전자가 존재하며 이들 중 단지 4종류 (c/zsA, chsB, chsG, chsJ), 그 중 꽃에서는 2 종류 (chsA, 사isJ)만 발현되는 것으로 보고되었다. Transposon tagging을 이용하여 옥수수로부터 2종류의 CHS 유전자가 분리되었으며, c、2는 종자의 anthocyanin 생합성, w는 화분의 CHS 활력조절에 관계하는 것으로 규명되었다. 또한 금어초 genomee 단지 1개의 CHS 유전자만 보유하고 있다.
- 1998). 고농도의 chaicone에 의한 노란색 꽃의 생산은 isoliquiritigenin의 glycosylation과 hydroxylation에 의하여 가능하며 이러한 CHKR의 도입으로 CHS 활성이 높은 모든 식물 종들에서 성공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 flavonoid 대사에 관한연구들을 통하여 DFR 및 ANS 단계들이 손상된 꽃잎에서의 anthocyanin 형성이 규명되었다.
- 금어초의 locus에 대한 돌연변이 결과 anthocyanin 생합성이 차단되어 무색 또는 일부만 착색되는 꽃을 유발하였으며, p mutant에 leucocyanidin을 공급할 경우 anthocyanin이 합성되나 dihydroq나ercetin을 공급할 경우에는 합성 되지 않는 precursor feeding 실험을 통하여 유전자가 DFR를 인식함이 증명되었다. 유전자의 산물들 간에는 아미노산 상동성을 보였으며, 금어초의 DFR cDNA 단편이 폐튜니아의 homologous 유전자를 분리하는데 사용되었다 (Beld et al.
- 3GT 효소 활력은 Anl, An2, 4에 의하여 조절되며3은 바과 관련된 F3'5'H 활성을 조절한다. 따라서 petunia 조절 유전자는 F3'H를 제외한 F3H 이후의 모든 flavonoid 유전자의 모든 기본적인 발현을 조절하였다.
- 이때 B 환의 hydroxylation 형태에 의하여 anthocyanin 종류가 결정되며, 4번 위치에 hydroxyl 기를 가지는 자색 또는 적색의 cyadin을 기본색소로 두 개의 가변적 위치에서의 hydroxy- lation에 따라서 빨간색 및 오렌지색의 pelargoniding 또는 자주색 및 파란색의 delphinidin 색소가 합성된다. 또한 leucoanthocyanidins-cr leucoanthocyanidin reductase (LCR) 에 의하여 catechin 이 되며, catechine 항암효과, 면역 력 증가, 항혈전, 항뇌졸증, 항산화 등 다양한 복합기능이 규명되었다. Catechine condensing 효소에 의하여 condensed tannins이 되나, coupling 단계, chain extension 대사, 산화적 modification 이 관계되는 것으로 알려진 condensing 과정은 현재까지 제대로 규명되지 않고 있다.
- 노란색의 꽃이 개발되었다. 알팔파 유래의 아}alcone ketide reductase (CHKR) 유전자를 페튜니아에서 발현시킨 결과, 내재 CHS 와 도입 CHKR 의 상호작용으로 6^-deoxychalcone isoliquiritigenin0] 합성되었다. Isoliquiritigenine petunia CHI의 기질이 아니므로, 꽃에 상당량의 chaicone이 축적되어 연한 노란색으로 착색되었다 (Davies et al.
- 관여하는 것으로 알려졌다. 옥수수의 A2 유전자 mutatione leucoanthocyanidins°l] anthocyanidins으로의 효소적 변환이 차단되었으며, 금어초의 Candica (Gmdi) 유전자도 동일한 단계에 관여하는 것으로 알려졌다. 현재 2와 Candi 유전자는 분리되었는데 (Menssen et al.
- 의미한다. 을 형질전환한 토마토는 꽃과 영양 조직들에서 flavonoid 합성이 증가되었으나, 형질전환 담배에서는 꽃에서만 flavonoids가 증가되었다. 그러나 형질전환 Arahidopsis 에서는 Del이 뚜렷한 표현형의 효과를 나타내지는 않았다.
- 1989). 페튜니아에는 3종류의 DFR 유전자(A, drfB, dfrQ 가 있는데, dfrA 유전자만이 화기 조직에서 전사되고 RFLP mapping과 complementatione 통하여 locus에 해당하는 것으로 밝혀졌다. 폐튜니아의 DFR 효소는 선택적으로 dihydromyricetin 기질로서 선호하여 leucodelphinidin으로 변환시키며, dihydroquercetin과 dihydrokaempferol에 대하여는 기질로서의 선호도가 낮거나 기질로 이용되지 않으므로 leucopolargonidine 생성되지 않았다.
- 페튜니아에서 4개 locus (Anl, An2, An4, , 4”〃)의 mutation 결과 DFR, ANS, Anl3, anthocyanin molhyltransferase (AMT), c/zs/ 등 구조 유전자들의 전사에 대한 조절 효과가 나타났다. /과 은 식물의 모든 조직에서, "2는 flower limb에서, 는 약에서 동일한 구조 유전자들의 전사를 조절한다.
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