본 리뷰의 목적은 벼 종자 저장단백질 구조분석 및 발현특성분석 결과 종합화를 통하여 종자형질 개선 등의 실용화연구를 위한 기반구축을 모색하는데 있다. 최근 벼 염색체염기서열완전해독 연구 결과를 이용한 유용형질 유전자 분리 및 실용화 연구가 많이 진행되고 있다. 특히 벼 종자 저장단백질은 인류에게는 주요 영양원으로 사용되어지며 종자 발아시에는 식물체 성장을 위한 질소원으로 사용되어진다. 벼 종자 저장단백질의 분류는 용매에서의 용해도에 따라 약산성 및 알카리 용해성의 glutelin, 알코올 용해성의 prolamin, 염 용해성의 globulin으로 나눈다. 벼 염색체 상에는 11개의 glutelin 유전자와 33개의 prolamin 유전자가 존재하며 prolamin 유전자의 경우 5번 염색체 15 Mb 부위에 15개의 유전자가 위치하였다. 이와 같이 종자저장단백질 유전자들이 동일 염색체 부위에 위치하고 있는 것은 진화학적으로 동일 염색체에서 유래하였거나 유사한 유전자발현 조절영역을 가지고 있음을 의미한다. Globulin 유전자는 5번 염색체에 단일 유전자로 존재하였다. 마이크로어레이를 이용한 종자저장 단백질 관련 유전자의 조직 특이 발현 양상을 분석한 결과 glutelin과 대다수의 prolamin 합성 유전자는 종자배유에서만 발현을 하였으며 소수의 prolamin과 globulin 합성 유전자는 종자배유와 발아종자에서도 발현을 나타내었다. 종자 저장단백질의 프로모터부위를 분리한 후 종자에서의 발현 양상을 분석한 결과 glutelin type C1 프로모터가 종자의 전체 부위에서 발현을 나타내었으며 glutelin type B5와 α-globulin 프로모터가 많은 양의 발현을 나타내었다. 본 리뷰를 통하여 벼 종자 저장단백질의 구조및 발현특성 연구 진행사항을 살펴보았다. 이러한 연구 동향분석은 종자형질 개선 및 물질생산 등의 실용화 연구를 수행하는 연구자들에게 최근의 연구 현황을 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

Eugenol은 많은 식물에서 eugenol synthase에 의해 생합성되는 phenylpropene 계통의 휘발성 화 합물이다. 그러나, 토마토 과실에서의 특징은 밝혀져 있지 않다. 이에 따라 토마토 ‘Micro-Tom'으로 부터 RACE 기법을 이용하여 완전장 cDNA를 클로닝 하여, SlEGS라 명명하였다. SlEGS의 open reading frame은 921bp로, 307개의 아미노산 서열을 갖는 단백질로 번역되었다. BLAST 결과에 따라 SlEGS는 PhEGS1 및 CbEGS2와 각 67.1, 69.4%의 높은 상동성을 갖는 것으로 나타났다. CLC genomics workbench 프로그램을 이용하여 SlEGS의 아미노산 구성을 분석하였고, Swiss-PDB viewer 프로그램에서 homology modeling 기법으로 SlEGS의 3차원 단백질 구조를 구축한 후 ProSA-web 툴로 3차원 구조의 안정성을 확인 하였다. 또한 ExPASy의 ProtParam 툴을 이용하여 SlEGS의 생리화학적 특성을 분석 하였다. SlEGS의 추정 분자량은 33.93kDA이고 등전점(pI)은 5.85 로 산성인 것으로 나타났다. 이와 더불어 SlEGS의 흡광 계수(EC), 불안정성 지수(II), alipathic 지수 (AI), GRAVY값 등의 생리화학적 특성에 대한 분석을 실시 하였다.

돼지 써코바이러스 2형(porcine circovirus type 2)은 단일가닥 원형DNA바이러 스이며 돼지에 심각한 질병을 일으키는 돼지이유자돈전신성소모성 증후군의 주요 한 인자로 알려져 있다. 돼지 써코바이러스 2형은 2개의 주요한 ORF를 가지고 있 으며 ORF1은 바이러스의 복제, ORF2는 캡시드단백질의 형성에 관여한다. 이 중, ORF2의 해독에 의해 생성된 캡시드단백질은 바이러스의 구조형성 뿐만 아니라 항 원단백질로써 알려져 있으며, 이에 따라 본 연구에서는 베큘러바이러스 다각체 단 백질과 부분 융합에 의한 돼지 써코바이러스 2형 구조단백질의 재조합 발현을 확 인하였다. 발현된 단백질은 SDS-PAGE 상에서 분석하였고, 항-돼지 혈청, 항 -PCV2 ORF2 단일항체 그리고 히스텍 항체를 사용하여 Western blot 분석으로 확 인하였다. 그 결과 재조합 단백질은 재조합 바이러스 접종 후 2일째부터 발현이 나 타나며 4일째 최대 발현하는 것을 확인하였다. 또한 다각체 단백질과 부분 융합한 바이러스는 비융합 바이러스보다 재조합 단백질 생산이 증대 되었으며, 이는 다각 체 단백질과 부분 융합을 이용한 돼지 써코바이러스 2형 구조단백질 ORF2의 발현 을 향상 시킬 수 있음을 보여준다.

본 연구는 두유에 칼슘을 강화하고자 두유단백질의 칼슘내인성을 높이기 위한 방법으로 단백분해효소를 처리한 경우 효소처리 전, 후에 나타나는 단백질의 구조적 특성을 비교 분석하였다. 표면소수도는 MP<SPI<PT-SMP의 순으로 나타났으며, SMP나 PT-SMP는 열변성으로 인해 S-S결합의 형성을 초래하여 유리 thiol기의 양이 적게 나타났고 S-S의 환원속도를 비교해 볼 때 SMP보다 PT-SMP가 빠른 것으로 보아 효소처리로 인해 분자구조가 성글어졌음을 확인하였다. 단백질의 2차 구조 분석 결과 SMP나 SPI에 비해 PT-SMP는 전혀 다른 circular dichroism 패턴을 보여 효소처리로 인해 많은 구조적 변화를 초래했음을 알 수 있으며, 또 3가지 시료의 DSC 분석 결과 흡열 피크가 작으면서 넓게 퍼진 모양을 하고 있어 모두 변성된 시료임을 확인하였다. 특히 PT-SMP의 피크면적이 가장 작은 것으로 보아 구조가 성글어져 열에 의한 변성이 더 쉽게 일어났으리라 생각된다.

한국산 멧누에(Bomdyx mandarina)chorion 유전자의 형질 발현기구를 규명하기 위한 연구의 일환으로 본 실험을 실시했다. 멧누에의 난각구조를 주사형 전자현마경에 의해 관찰한 결과 매우 특이적인 구조가 인정되었다. 즉 원추상의 불규칙 돌기에 의한 돌기구조층과 이 돌기 구조층을 덮고 있는 한 층의 얇은 덮개 구조층이 그것이다. 2차원 전기영동법에 의해 chorion 단백질을 분석한 결과, 난각을 구성하는 주요 단백질 성분은 등전점 4~6, 분자량 6~30 kd로 밝혀졌다. 특히 특이난각구조와 관련된 특이단백질 성분을 검출하였으며 이들의 대부분은 고cysteine 단백질인 것으로 추정했다. 이상의 연구결과에 의해 멧누에 난각의 특이 구조 형성에 따른 유전자발현기구 규명을 위한 기초자료가 얻어졌다.