초록 ▼

□ 연구개요
Auxins, jasmonate, 및 salicylic acid을 포함한 식물호르몬(phytohormone)은 식물의 생장 및 발달의 전 주기를 주관하는 필수적인 화합물이다. 이러한 식물의 생리학적 현상을 주관하기 위해서 식물호르몬들의 체내 농도는 일정하게 유지되어야 하며, 이러한 현상을 식물호르몬 항상성(homeostasis)라 총칭한다. 식물호르몬 항상성은 호르몬의 합성, 저장, 분해의 균형으로 이루어지고 있다. 이중 합성과 저장과는 달리 식물호르몬의 분해는 산화(oxidation)을 통하여 이루어지며, 이 반

□ 연구개요
Auxins, jasmonate, 및 salicylic acid을 포함한 식물호르몬(phytohormone)은 식물의 생장 및 발달의 전 주기를 주관하는 필수적인 화합물이다. 이러한 식물의 생리학적 현상을 주관하기 위해서 식물호르몬들의 체내 농도는 일정하게 유지되어야 하며, 이러한 현상을 식물호르몬 항상성(homeostasis)라 총칭한다. 식물호르몬 항상성은 호르몬의 합성, 저장, 분해의 균형으로 이루어지고 있다. 이중 합성과 저장과는 달리 식물호르몬의 분해는 산화(oxidation)을 통하여 이루어지며, 이 반응을 촉매화하는 유전자의 존재가 최근에 벼 및 애기장대에서 동정되었다. 본 연구에서는 식물호르몬의 산화,분해를 주관하는 효소들의 기능을 규명하고자, 일차적으로는 효소들의 단백질 발현, 정제, 결정화(crystallization) 및 삼차구조(three-dimensional structure)를 분석하였다. 제시된 구조로부터 기질특이성등 다양한 효소의 특성 분석을 하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 식물호르몬 항상성 과정 중 식물호르몬의 산화을 통하여 분해를 주관하는 효소들의 기능(function)을 규명하고자, 일차적으로는 효소들의 단백질 발현, 정제, 결정화(crystallization) 및 삼차구조(three-dimensional structure)를 분석하였다. 연구대상은 벼 및 애기장대에서 동정된 유전자들이며, i) IAA oxidation을 주관하는 벼 및 애기장대 DAO 유전자 3개, ii) Jasmonate oxidation을 주관하는 애기장대 JOXs 유전자 3개, iii) Salicylic acid의 oxidation을 주관하는 애기장대 S3H 이다. 효소 DAO, JOXs, S3H의 구조 분석을 위하여 단백질 발현·정제·결정화를 시도하였다. 다양한 실험 결과, full-length DAO, JOXs, S3H는 발현·정제·결정화 중 문제가 발견되었다. 하지만, IAA oxidation을 주관하는 애기장대 DAO 효소의 결정화에 적합한 유전자 modification을 찾았고, 효소의 단백질 삼차구조 분석을 성공리에 수행하였다. 이 결과는 최근 논문으로 출판되었기에 비록 1년의 연구기간이었지만 제안한 결과를 창출하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 제안과제는 다음과 같은 기대효과를 수반한다. 첫째, 현재 식물호르몬 항상성 산화·분해과정을 주관하는 효소들의 단백질 차원 연구는 전무한 상황이다. 이는 기존의 식물생리학, 식물세포생물학 연구로는 해당효소들의 기능 연구에 실험적 한계가 있다는 것을 제시한다. 이를 극복하기 위해 단백질구조분석학, 생화학등 융복합적 연구접근방법을 사용하여 식물생화학 분야에서 국제적으로 수월성 있는 기초연구 결과를 창출하고자 한다. 두 번째, 연구대상 유전자들은 학문적으로는 식물호르몬 항상성 관련 주요 유전자이기에 과학적 novelty 및 독창성이 있으며, 그 결과들은 식물호르몬 catabolism 연구의 주요한 업적이 될 것 이다. 따라서 이러한 농업생명과학분야의 기초연구는 결과의 수월성을 예상할 수 있으며, 해당 분야의 우수 연구 인력을 양성할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구요약 ... 4
• 2) 연구배경 및 내용 ... 4
• 3) 연구 목표 및 범위 ... 5
• 4) 연구의 필요성 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 연구방법 총론 ... 7
• 2) 유전자 ... 7
• 3) 유전자 cloning, 단백질의 발현 및 정제 ... 7
• 4) 단백질의 결정화 (crystallization) 및 분자구조 규명 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 1) 농업생명과학에서의 학문적 융·복합 연구 ... 12
• 2) 타 인접학문과의 기초 자료제공 ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
• 끝페이지 ... 18