제주학 아카이브

본 연구는 한라산에 분포하고 있는 고산식물인 구상나무를 대상으로 한라산의 자생지의 고도별, 그리고 계절별로 엽록소형광의 분석, 특이적으로 유도되는 단백질들을 2-D 전기영동(IEF와 SDS-PAGE)과 MALDI-TOF Mass Spectrometer를 이용하여 분석함으로써 이들 조건에서 특이적으로 발현하는 식물조직 내 단백질을 동정하고 생체내 작용을 살펴보고자 실시하였다. 한라산의 고도별(해발 1500m, 1671m, 1800m)로 구상나무의 엽록소형광의 계절적 변화를 살펴보았다. 구상나무 잎의 광계Ⅱ의 광화학적 효율(Fv/Fm)은 계절별로 뚜렷한 차이를 보여 6~8월까지는 Fv/Fm값이 0.82 이상의 높은 값을 나타내었고, 10월부터 점차 낮아져 1~2월에는 0.2 이하의 낮은 값을 보였다. 이는 겨울철 조건이 구상나무에 스트레스로 작용하고 있음을 말해준다. Fv/Fm 값의 계절별 변화양상을 토대로 7월, 2월 그리고 4월의 구상나무 잎의 광합성 색소와 프로테옴의 변화를 분석하였다. Chl a/b 값은 고도별로는 차이가 없었으나 계절별로 뚜렷한 차이를 보여 7월 이후 계속 증가하여 2월에 최대가 되고 이후 감소하는 양상을 보였으며, 이는 저온으로 인해 전자전달 활성이 억제되어 광수집 복합체의 기능을 낮춘 때문으로 보인다. (A+Z)/(V+A+Z) 값도 7월 이후 계속 증가하여 2월에 최대값을 보이는데, 겨울철 저온 조건에서 과다한 빛 에너지를 소산시키기 위하여 violaxanthin(V)을 antheraxanthin(A)과 zeaxanthin(Z)으로 전환시킨 때문이다. 2차원 전기영동으로 구상나무 잎의 프로테옴을 분석한 결과, 총 226개의 단백질 spot이 검출되었으며, 계절적인 차이가 많이 나타났다. 7월에는 9~36개의 단백질 spot이 검출되었으나 점차 증가하여 12월과 2월에는 각각 208~226개, 209~218개의 많은 단백질 spot이 검출되었다. 분리된 단백질 spot 중 계절적 변화가 큰 31개의 spot을 선정하여 TOF/TOFTM MS/MS 분석으로 단백질서열 결정을 시도하여 13개의 spot을 동정할 수 있었다. 그 중 6개의 단백질은 superoxide dismutase, peroxidase 등인 것으로 추정되어 겨울철 저온, 고광 등의 환경스트레스에 대한 대응 메커니즘과 밀접한 관련이 있을 것으로 추정된다.