MIPS에 의해 생성된 myo-inositol 1-phosphate는 인산기를 세포 내에 축적하는데 이용되거나, 세포 내 신호 전달 물질로써 작용하거나 혹은 스트레스 극복, 호르몬 항상성 유지 및 세포벽의 합성에 이용되는 등 필수적인 물질로 사용된다. 고등생물의 MIPS 유전자는 myo-inositol, 염분, hormone에 의해 발현이 조절되고 있다. myo-inositol 및 1 유도체들이 합성될 때 염분에 의해 MIPS 유전자의 전사가 영향을 받는다. 또한 MIPS는 스트레스 저항성, 2차대사 산물의 생산과 조절 및 세포의 가능 유지 측면에서 매우 중요하며 본 연구는 유전자의 구조와 MIPS 단백질의 특성을 분석하고 효모 돌연변이체를 이용한 효소 활성 시험을 통해 그 기능을 규명하고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>Myo-inositol 1-phosphate synthase (MIPS)는 glucose 6-phosphate를 myo-inositol 1-phosphate로 전환시키는 효소로써 myo-inositol 및 그 유도체 합성과정의 첫 번째 반응단계에 관여하는 주요 조절효소이다. MIPS에 의해 생성된 myo-inositol 1-phosphate는 inositol monopho-sphatase (IMP)에 의해 myo-inositol로 전환되어 인산기를 세포 내에 축적하는데 이용되거나, 세포 내 신호 전달 물질로써 작용하거나 혹은 스트레스 극복, 호르몬 항상성 유지 및 세포벽의 합성에 이용되는 등 다양한 기능을 담당하는 필수적인 물질로 사용된다. 대부분의 진핵생물에서 MIPS 효소활성을 위해 보조인자로 \( \mathrm{NAD}^{+} \)를 필요로 하기 때문에 MIPS의 아미노산 서열상에는 이 보조인자의 binding motif가 잘 보존되어 있으며, 식물에서는 세포질형 MIPS 와 엽록체형 MIPS의 두 종류 MIPS가 보고되어있다. 엽록체형 MIPS는 틸라코이드막에 존재하고 있으며 빛에 의해 조절되는 MIPS이고, 세포질형 MIPS는 주로 세포질에 존재하며 다양한 대사 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 이 두 형태의 MIPS는 많은 식물 종으로부터 분리되어 그들의 유전자 구조가 밝혀져 있으며, 옥수수에서는 7종의 MIPS 유전자가 보고되었고, 대두에서는 적어도 4개의 유전자가 확인되었다.</p> <p>최근의 연구들에 의하면 고등생물의 MIPS 유전자는 myo-inositol, 염분, hormone에 의해 발현이 조절되고 있음이 밝혀졌다. 염분감수성 식물의 경우 각종 효소의 발현조절과 이온투과성 단백질, 삼투압 조절에 관련된 주요 단백질의 촉매 활성이 염분과 MIPS의 상호작용에 의해 억제됨으로써 식물체의 생장과 발육이 저해된다는 보고들이 발표되었다. 이러한 작용 이외에 myo-inositol 및 1 유도체들이 합성될 때 염분에 의해 MIPS 유전자의 전사가 영향을 받는다는 사실이 밝혀졌다. 또 다른 연구 그룹은 호염성 식물을 재료로 사용하는 경우 염분에 의해 MIPS 유전자의 전사가 오히려 증가되며, Arabidopsis thaliana와 같은 염분 감수성 식물에서는 반대로 낮아짐을 관찰했다. 한편, MIPS와 IMP를 통해 생산된 myo-ino-sitol은 inositol polyphosphate kinase에 의해 inositol polyphosphate로 전환되어 adenosine triphosphate (ATP)-dependent chromatin-remodeling complex를 변화시키고, 결과적으로 유전자의 전사조절에 관여한다는 연구 결과가 보고되기도 하였다. 이러한 결과들을 통해 MIPS가 생물학적 및 비 생물학적 스트레스 저항성 뿐만 아니라, 2차대사 산물의 생산과 조절 및 세포의 가능 유지 측면에서 중요한 역할을 맡고 있음이 밝혀지고 있다.</p> <p>본 연구에서는 참깨 종자로부터 MIPS cDNA (SeMIPS)를 분리하여 그 유전자의 구조와 MIPS 단백질의 특성을 분석함과 동시에 효모 돌연변이체를 이용한 효소 활성 시험을 통해 그 기능을 규명하였으며, 이들의 연구결과를 보고하고자 한다.</p>