초록 ▼

배양세균인 Photobacterium fischeri 의 발광효소인 루시피라제는 분자산소를 이용하여 FMNH? 와 긴사슬을 갖는 알데히드를 FMN 과 해당하는 카르복실 산으로 산화시키는 과정에서 발관 스펙트럼의 최대값이 480-490 nm 에 해당하는 빛을 내는 것으로 알려져 있다. 우리는 여기서 FMNH? 와 분자 산소간의 반응이 동력학적으로 반응성이 작은 분자 산소를 흥분시켜 이 반응의 참 기질인 알데히드를 카르복실 산으로 산화시키는 것을 용이하게 하는 역할을 한다고 보았다. 이 알데히드의 산화 과정에서 생성되는 직접적인 발광제

배양세균인 Photobacterium fischeri 의 발광효소인 루시피라제는 분자산소를 이용하여 FMNH? 와 긴사슬을 갖는 알데히드를 FMN 과 해당하는 카르복실 산으로 산화시키는 과정에서 발관 스펙트럼의 최대값이 480-490 nm 에 해당하는 빛을 내는 것으로 알려져 있다. 우리는 여기서 FMNH? 와 분자 산소간의 반응이 동력학적으로 반응성이 작은 분자 산소를 흥분시켜 이 반응의 참 기질인 알데히드를 카르복실 산으로 산화시키는 것을 용이하게 하는 역할을 한다고 보았다. 이 알데히드의 산화 과정에서 생성되는 직접적인 발광제인 6,7-디메칠-8-리비틸 루마진의 여기 상태로의 전환에 참여 하리라고 믿어지는 고 에너지 함유 중간체 (HEI) 의 성격을 규명하기 위하여 이 반응에서 생성되는 광량자의 초기 최대값이 효소의 활동도에 비례함을 stopped-flow 기구에서 확인하고 효소의 알데히드에 대한 기질 특성과 여러가지 반응 저해요인 그리고 열역학적 안정도를 고찰하고 여러 종류의 이중결합에 단원자 산소 삽입 반응들을 고찰하여 알데히드의 경우에 적용함으로써 가능한 고에너지 함유 중간체의 구조를 제시하였다. 이외의 이러한 함유 중간체의 특이한 구조의 형성과 소멸에 영향을 주는 화학물질들이 전체 발광반응에 어떻게 영향을 주는가를 고찰함으로써 이 구조를 확인하고자 시도 하였으며, 이 고에너지 함유 중간체가 카르복실 산으로 전환되는 과정에서 최종 발광체가 그 전자 여기상태로 전환되는 분자간 에너지 전달 메카니즘을 규명하고저 시도하였다.

Abstract ▼

The bacterial luciferase of P. fischeri is known to catalyze the concomittant oxidation of FMNH? and long chain aliphatic aldehyde (RCHO) by use of molecular oxygen to FMN and the corresponding car-boxylic acid (RCOOH) resulting a blue green luminiscence which has emission peak at 480 - 490 nm. We c

The bacterial luciferase of P. fischeri is known to catalyze the concomittant oxidation of FMNH? and long chain aliphatic aldehyde (RCHO) by use of molecular oxygen to FMN and the corresponding car-boxylic acid (RCOOH) resulting a blue green luminiscence which has emission peak at 480 - 490 nm. We consider the reaction of FMNH? with molecular oxygen as the activation of kinetically inert dioxygen for the effective oxidation of real substrate that is, RCHO, to RCOOH. For the elucidation of the properties of the high energy intermediate (HEI) which is believe to be involved in the oxidation pathway of RCHO and also in the excitation step of the direct light emitter, 6,7-dimethyl-8-ribityl lumazine (LMZ) which is the cofactor of the blue fluorescent protein (BFP) associated to the bacterial luciferase in vivo, the dependence of the initial maximum intensity of light production (I?)on the enzymatic activity in the stopped-flow assay system is demonstrated. The substrate specificity various inhibition factors and the thermal stability of the enzyme were also studied. By comparison of bacterial luciferase mediated bioluminescence reaction with various type of monooxygenation, the possible structure of HEI is proposed as a dioxirane intermediate. We examine the effects of the chemicals that affect the production and cleavage of the structure on the total bioluminiscence reaction to confirm this proposition and to make clear the mechanism of the intermolecular energy transfer resulting the elevation of the LMZ to its electronic excited state coupled with conversion of HEI to RCOOH.

목차 Contents

• 표지...1
• 국문요약...4
• 영문초록...6
• I. 서 론...9
• II. 실험방법및 재료...11
• III. 연구결과 및 고찰...13
• A. 광효율 측정에 의한 박테리아 luciferase의 활성도 측정방법 개량...13
• B. 박테리아 luciferase의 분리및 정제...13
• c. 박테리아 luciferase의 반응 특이성...20
• D. Aldehyde 산화반응에 미치는 환원형 flavin 유도체의 효과...25
• E. Monooxygenase 로서의 박테리아 luciferase의 반응 특이성...36
• F. 박테리아 luciferin-luciferase 상호 반응...41
• G. 형광반응 중간체에 대한 model반응 및 박테리아 luciferase에 의한 발광반응 메카니즘...46
• IV. 결론...51
• V. 참고문헌...53
• VI. 부록...55