알데히드 산화효소는 동식물계에서 널리 분포하며, 다양한 알데히드 화합물과 산화환원 염색약, 옥심을 산화시킵니다. 애기장대, 옥수수, 보리, 완두, 벼 등 식물에서 알려진 알데히드 산화효소의 아미노산 서열은 ABA와 IAA의 생합성에서 ABA-aldehyde를 ABA로, indole-3-acertacldehyde를 IAA로 전환시키는 역할을 합니다. 이 효소의 활성은 몰리브덴 보조인자에 의존하며, 몰리브덴 보조인자의 활성화 정도가 활성 조절 수단으로 작용할 수 있습니다.
<h1>서 론</h1><p>알데히드 산화효소(aldehyde oxidase, EC 1.2.3.1)는 동식물계에 널리 분포하는 효소로서, 고리(ring)를 포함하는 다양한 알데히드 화합물들과 특정 산화환원 염색약, 옥심(oxime) 등을 산화시킨다. 알데히드 산화효소의 활성에는 몰리브덴 보조인자(cofactor)가 필요하며, 효소 단백질에는 FAD와 non-heme iron이 포함된다. 이 효소는 분자량이 약 150\( \mathrm{kDa} \)에 이르는 하부단위(subunit) 두 개가 이량체(dimmer)를 이루며 존재한다. 알데히드 산화효소의 아미노산 서열은 크산틴 탈수소효소(xanthine dehydrogenase)와도 유사하며 계통적으로는 알데히드 산화효소가 크산틴 탈수소효소에서 유래한 것으로 보고되었다. 알데히드를 산화시키는 또 다른 효소로는 알데히드 탈수소효소(aldehyde dehydrogenase)가 있는데 이들의 차이는 알데히드 산화효소의 경우 전자 공여체가 NADH가 아니라 산소\( \left(\mathrm{O}_{2}\right) \)라는 점이다. 동물의 알데히드 산화효소는 hydrogen peroxide와 superoxide를 모두 생성할 수 있지만, 식물의 알데히드 산화효소는 hydrogen peroxiode만을 생성하는 것으로 보고되었다. 알데히드 산화 효소는 동물의 소장뿐 아니라 간에서도 발견되며, 여러 종류의 독성물질들을 산화시킬 수 있어 해독작용에 기여할 것으로 생각된다. 그러나, 아직 동물에서 알데히드 산화효소의 기능이 총체적으로 밝혀지지는 않은 상태이다.</p><p>식물에서 알데히드 산화효소의 아미노산 서열은 애기장대(Arabidopsis thaliana), 옥수수(Z. mays), 보리(Hordeum vulgare), 완두(Pisum sativum) 벼(Oryza sativa)[www. gramene.org] 등에서 알려져 있으며, 현재 제안되어 있는 생리학적 기능은 식물호르몬인 압시스산(ABA)과 천연 옥신인 IAA (indole-3-acetic acid)의 생합성에서 각각 ABA-aldehyde를 ABA로, indole-3-acertacldehyde를 IAA로 전환시키는 작용이다. 이 중 ABA 생합성에 관한 연구는 근자에 애기장대(A. thaliana)를 재료로 집중적으로 이루어져 상당한 정보가 축적되었다. 옥신 생합성에서 알데히드 산화효소의 역할에 관한 내용은 이미 오래 전에 제안되었지만 아직 커다란 연구의 진전은 없었다.</p><p>알데히드 산화효소의 활성에는 몰리브덴 보조인자가 필수적으로 요구되므로, 몰리브덴 보조인자의 활성화 정도가 알데히드 산화효소 활성 조절의 수단이 될 수 있다. 실제로 애기장대(Arabidopsis)에서는 스트레스에 의한 ABA 생합성의 증가가 알데히드 산화효소의 활성 증가와 관련이 있으며, 이는 다시 몰리브덴 보조인자 활성화에 관여하는 ABA3의 작용에 의한다고 알려져 있다. 텅스텐산(tungstate)을 처리하면 몰리브덴 보조인자의 형성을 방해하여 알데히드 산화효소의 활성을 억제하게 되는데, 애기장대에서는 텅스텐산에 의한 알데히드 산화효소 활성의 감소와 식물체내의 ABA함량 감소는 서로 상관되어 있는 것으로 보고되었다. 본 보고에서는 이미 다른 식물에서 보고된 바와 같이 외부에서 처리한 텅스텐산 나트륨에 의한 알데히드 산화효소의 감소가 옥수수(Z. mays) 뿌리에서도 나타나는지 확인한 후에, 주로 옥신과 관련이 있는 뿌리의 생장 반응들이 어떻게 변화하는지 조사하고자 하였으며, 관찰된 결과들을 설명할 수 있는 가능성들을 논의하였다.</p>