카드뮴과 SA에 의한 rubisco 활성의 변동과 5종 변성제의 효과를 검토했다. 대조구<카드뮴과 SA 혼합구<카드뮴 처리구 순으로 활성이 증가했으며, 변성제의 존재 유무는 이 순서에 영향을 미치지 않았다. SA는 카드뮴으로 인한 담배 식물의 생장 및 엽록소, rubisco/rubisco activase 손실 효과를 개선하는 것으로 추정되었다. 일부 변성제가 이 과정에 참여할 수 있다는 점은 Eckardt와 Portis의 견해와 일치한다.
<p>효소는 열과 같은 물리적 요인이나 화학적 물질에 의해 변성되어 활성을 상실하지만 이러한 요인을 제거하면 다시 복귀되어 활성을 유지한다. 이 두 작용은 단백질의 3차 구조를 결정하는 결합력과 밀접한 관계를 가지고 있다. 이러한 점으로 미루어 보아 본 연구에서의 L-cysteine, \( \beta \)-mercaptoethanol, urea, thiourea, guanidium-HCl 은 rubisco와 rubisco activase 의 활성에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 카드뮴과 SA 에 의한 rubisco의 활성과 SA 에 의한 카드뭄의 영향에 대한 5종의 변성제의 효과를 조사한 결과, 모든 변성제는 카드뮴 처리구< 카드뮴과 SA 혼합구< 대조구< SA 처리구의 순서로 활성을 보였으며, 이 순서는 변성제의 처리 유무와 상관없이 변화가 없었다.</p> <p>L-cysteine과 \( \beta \)-mercaptoethanol은 SH 기를 가지고 있어 S-S 결합을 절단함으로써 변성을 유도하는데, 카드뮴과 SA 조건하에서도 rubisco의 활성을 촉진시키는 효과를 나타내어 촉진시키는 결과를 보였으며, 특히 SA 에 대한 혀과가 매우 컸다. 이는 rubisco의 활성부위의 SH 기에 결합된 카드뮴의 제거에 관여하는 SA의 작용을 L-cysteine과 \( \beta \)-mercaptoethanol이 촉진시킨 결과로 추측된다.</p> <p>Urea, thiourea, guanidium-HCl은 단백질 내에 존재하는 수소결합 보다 더 강하게 단백질과 수소결합을 형성하는 물질이다. Urea와 thiourea는 비처리구에 비해 활성이 약간 낮게 나타나 효과가 거의 없다. 반면 guanidium-HCl 은 매우 낮게 나타나 rubisco의 활성을 억제시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 이는 소수성 상호작용의 파괴에 기인되어 변성이 된 결과로 추측된다. DTT가 열에 의한 rubisco의 변성에 대해 아주 높은 저항성을 가진다는 보고가 있다.</p> <p>카드뮴과 SA 조건하에서 rubisco activase의 활성이 rubisco와 연관되어 있으므로, rubisco activase의 활성에 대한 변성제의 영향을 조사하였다. L-cysteine, \( \beta \)-mercaptoethanol, urea, thiourea 및 guanidium-HCl 은 rubisco activase의 활성에 효과가 없는 것으로 나타났다. Rubisco activase는 rubisco와는 다르게 변성제에 의해 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타나 변성제가 rubisco activase와 연관되어 rubisco 의 작용에 관여하지 않는 것으로 추측된다. 이는 rubisco activase가 열에 의해 변성된 rubisco의 활성을 회복시킬 수 있는 능력을 가지고 있지 않다고 한 Eckardt와 Portis 의견과와 일치한다.</p> <p>결론적으로, SA는 담배 식물의 기내생장, 엽록소 및 rubisco / rubisco activase에 대한 카드뮴의 손실 효과를 개선시키는 작용을 하는 것으로 추측되며, 이 작용에 변성제 중의 일부가 관여하는 것으로 생각된다. 본 연구의 결과는 중금속에 의한 식물 생장 억게의 개선과 동시에 이 개선 과정을 전신획득저항성과 연관시킨 연구에 접목할 수 있을 것으로 사료된다.</p> <h1>감사의 글</h1> <p>본 연구는 2010년도 계명대학교 비사연구기금으로 이루어졌음.</p>