저온에 노출된 식물은 산화적 스트레스로 인해 수퍼옥사이드가 생성되며, SOD가 과산화수소로 환원시키는 효소적 작용을 하고 이 과정에서 생성된 과산화수소는 물로, 아스코브산은 모노디하이드로아스코브산으로, MDHA는 DHA로 환원된다. 식물체의 저온스트레스의 적응성과 관련된 항산화효소의 변화와 MDHA 환원효소의 작용과의 관련성을 보고한 결과는 거의 없어, 본 연구에서는 항산화물질인 아스코브산과 일련의 효소적과정 중에 작용하는 MDHA 환원효소와의 연관성을 확인하여 식물체의 저온 적응성에 대한 기초자료를 얻고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>저온에 노출된 식물에서도 산화적 스트레스를 받아 활성산소인 수퍼옥사이드 \( \left ( \cdot \mathrm { O } _ { 2 } { } ^ { - } \right ) \)가 생성되므로 수퍼옥사이드 전이효소(Superoxide dismutase, SOD)가 다른 활성 산소종인 과산화수소로 환원시키는 효소적작용이 일어나며, 이 과정에서 생성된 과산화수소는 아스코브산(Ascorbate,ASC)의 항산화작용과 관련된 일련의 효소적과정으로 물로 환원되면서 무독화된다. 이 효소적 과정은 아스코브산이 전자공여체로 작용하고 아스코브산 과산화효소(Ascorbate peroxidase, APX)가 촉매하는 반응으로 일어나며 이 과정에서 아스코브산은 모노디하이드로아스코브산(Monodehydroascorbate, MDHA)으로 환원된다. 아스코브산 과산화효소에 의한 효소적과정의 중간생성물인 MDHA는 NADH를 전자공여체로 하여 MDHA 환원 효소(MDHA reductase)의 작용을 받아 아스코브산으로 직접 재생되거나, 비효소적 과정으로 디하이드로아스 코브산(Dehydroascorbate, DHA)으로 환원된다. 이 과정에서 MDHA 환원효소는 활성 산소종인 과산화수소의 제거 과정에 일차적인 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있으며, 세포 내 아스코브산의 수준을 일정하게 유지하는 데 매우 중요한 역할을 하는 효소이다. MDHA 환원효소는 dehydroascorbate reductase (DHAR)의 작용과 적절한 네트워크로 연결되어 있는 항산화효소이며, 이 효소의 활성은 엽록체뿐 만 아니라 사이토졸, 마이토콘드리아 등에서도 발현된다고 알려져 있다.</p> <p>MDHA 환원효소의 활성도 변화는 수분부족, 오존, 과산화수소 처리등에서 확인 되었으며, 상추, 오이, 대두, 시금치, 배추 등의 여러 식물종에서 나타난다고 보고되어 있다. 또한 시금치 엽록체에서 분리한 MDHA 환원효소의 정제와 cDNA를 클로닝하여 그 특성을 보고한 바 있으며, 완두콩에 존재하는 MDHA 환원효소의 cDNA를 클로닝하여 여러 가지 스트레스에 반응하는 MDHA 환원효소의 활성과 단백질발현, mRNA수준 등을 보고한 바에 의하면 연속적 광조사, 강한 광, 연속된 암조건, 물리적 손상, 저온, 고온, 제초제, 카드믐 등에 노출시킨 잎에서 MDHA 환원효소의 활성도의 변화가 있음이 보고되어 있다. 저온처리한 상추의 잎 내에서 아스코브산 과산화효소와 DHA 환원효소와의 일련의 효소적작용과 비효소적 항산화작용과 관련된 요인들과의 관련성과 항산화효소의 활성도와 이 효소들의 mRNA의 수준은 밀접하게 연관되어 있음을 보고하였다. 식물체의 저온스트레스의 적응성과 관련된 항산화효소의 변화는 주로 SOD, 카탈레이스(Catalase), APX, 글루타싸이온 환원효소(Glutathione reductase, GR) 등과 연관된 작용으로 보고되어 있으나, MDHA 환원효소의 작용과의 관련성을 보고한 결과는 거의 없는 실정이이다. 따라서 본 연구에서는 정상적으로 생육하고 있는 상추식물을 저온에 노출시킨 후 과산화수소의 독성을 제거하는 항산화물질인 아스코브산과 일련의 효소적과정 중에 작용하는 MDHA 환원효소와의 연관성을 확인하여 식물체의 저온 적응성에 대한 기초자료를 얻기 위하여 수행하였다.</p>