세포내 소기관과 물질대사의 관점에서 오이 떡잎의 발달 (Development of Cucumber Cotyledon in View of Metabolic Pathways and Organelle)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 31권 / 8호 / 778 ~ 785페이지
· 저자명 : 김대재

초록

오이 씨앗의 발아는 세포의 지방체내 저장지방의 분해 결과인 acyl-CoA의 글라이옥시좀으로 이동 후 베타 산화의 결과물인 acetyl-CoA의 글라이옥실산 회로로의 유입과 지방의 유동으로 촉발된다. Acetyl-CoA는 글라이옥실산 회로의 가동을 위한 탄소원을 제공하며 시트르산과 말산을 생성하며 글라이옥실산 회로의 작동을 유도한다. 지방 저장 종자의 발아에 있어서 글라이옥실산 회로는 필수적 요소이며, 그 결과물인 말산 및 숙신산의 미토콘드리아로의 이동은 TCA 회로의 가동과 옥살초산의 생성 및 세포질로의 유동으로 PEPCK에 의한 당신생을 가능하게 한다. 즉, 저장 지방을 원료로 여러 대사물질의 생산 및 이동과 다중의 대사경로를 통하여 발아 시 사용 가능한 에너지원인 포도당의 형태로 전환이 이루어진다. 이에 동반하여 많은 유전자의 발현 조절이 이루어지고, 세포내 소기관 특히 미소체로 대표되는 글라이옥시좀은 말산 합성효소(malate synthase)와 이소 시트르산 분해효소(isocitrate lyase)로 특화된다. 또 다른 acetyl-CoA의 유동은 carnitine을 매개로 하는 BOU (A BOUT DE SOUFFLE)의 작동이다. 이것은 카니틴의 대사와 관련하여 고등식물의 발달과 대사과정에서의 중요성이 확인된 것으로 사료된다.

영어초록

The germination of cucumber seeds begins with the degradation of reserved oil to fatty acids within the lipid body, which are then further metabolized to acyl-CoA. The acyl-CoA moves from the lipid body to the glyoxysome following β-oxidation for the production of acetyl-CoA. As an initial carbon source supplier, acetyl-CoA is an essential molecule in the glyoxylate cycle within the glyoxysome, which produces the metabolic intermediates of citrate and malate, among others. The glyoxylate cycle is a necessary metabolic pathway for oil seed plant germination because it produces the metabolic intermediates for the tricarboxylic acid (TCA) cycle and for gluconeogenesis, such as the oxaloacetate, which moves to the cytosol for the initiation of gluconeogenesis by phophoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK). Following reserved oil mobilization, the production and transport of various metabolic intermediates are involved in the coordinated operation and activation of multiple metabolic pathways to supply directly usable carbohydrate in the form of glucose. Furthermore, corresponding gene expression regulation compatibly transforms the microbody to glyoxysome, which contains the organelle-specific malate synthase (MS) and isocitrate lyase (ICL) enzymes during oil seed germination. Together with glyoxylate cycle, carnitine, which mediates the supplementary route of the acetyl-CoA transport mechanism via the mitochondrial BOU (A BOUT DE SOUFFLE) system, possibly plays a secondary role in lipid metabolism for enhanced plant development.

참고자료

· 없음