아스코브산은 직접적으로 과산화수소를 무독화하는 항산화물질이며, 아스코브산을 효소반응의 기질로 사용하여 과산화수소를 물로 환원시키는 효소인 아스코브산 과산화효소가 효소적 반응을 하는 것으로 알려져 있고, 활성도 변화가 카탈레이스와 달리 동위효소의 총 활성도가 증가하는 것으로 보고되어 있으며, 아라비돕스에서도 저온스트레스에 저항하는 작용이 카탈레이스보다 APX동위효소의 역할이 더 크다. DHA는 디하이드로아스코브산 환원효소이 글루타싸이온을 기질로 이용 스코브산으로 재생되는 과정을 가진 식물체 내 아스코브산의 수준을 조절하는 항산화효소이다. 상추를 이용하여 저온스트레스에서 항산화효소 시스템의 활성산소를 제거방법을 연구하였다.
<h1>서 론</h1> <p>식물은 여러 가지 기후지역에서 적응하며 생활하기 때문에 기온에 적응하는 메카니즘이 매우 다양하게 나타난다. 온대 기원의 식물은 저온에 매우 민감하여 영하의 기온이나 조직에 얼음이 존재하면 살아남기가 어려워지지만 저온에 적응하여 정상적인 생활을 할 수 있다. 식물이 저온에 적응하는 것은 환경조건에 의해 생성되는 적응내지 내성반응이며 저온저항성이 증대되는 여러 가지 적응 메카니즘을 가지고 있다. 식물은 여러 가지 환경스트레스에 직면하면 과산화수소의 함량이 증가하며 세포에 손상을 주므로 이를 제거하기 위하여 효소적인 반응과 비효소적 반응을 동시에 나타내게 된다고 알려져 있다. 아스코브산(ascorbate:Asc)은 직접적으로 과산화수소를 무독화하는 항산화물질로 잘 알려져 있으며, 아스코브산을 효소반응의 기질로 사용하여 과산화수소를 물로 환원시키는 효소인 아스코브산 과산화효소 [Ascorbate Peroxidase: APX (EC 1.11.1.11)]가 효소적 반응을 하는 것으로 잘 알려져 있다. 아스코브산 과산화효소는 오이의 잎 내에서 엽록체와 사이토졸에서 과산화수소의 무독화 작용에 관여하는 동위효소의 한 종류이며 과산화수소의 함량 변화와 동일한 패턴을 가지므로 저온스트레스에서는 특히 사이토졸에 존재하는 APX의 역할이 매우 중요한 것으로 생각된다. 아스코브산 과산화효소(APX)는 과산화수소를 무독화하는 가장 중요한 항산화효소로서 활성도 변화가 카탈레이스와 달리 동위효소의 총 활성도가 증가하는 것으로 보고되어 있으며, 아라비돕스에서도 저온스트레스에 저항하는 작용이 카탈레이스보다 APX동위효소의 역할이 더 큰 것으로 알려져 있다. 과산화수소는 환경스트레스에 직면하면 세포 간 공간에서 과산화수소가 생성되고 cyto-solic APX가 존재하는 사이토졸로 확산되어 들어가기 때문이기도 하며, 사이토졸에 존재하는 APX가 카탈레이스보다 과산화수소에 대한 친화성이 더 높기 때문이기도 하다고 알려져 있다.</p> <p>환원된 아스코브산(Dehydroascobate: DHA)는 디하이드로아스코브산 환원효소[Dehydroascobate Reductase: DHAR (EC 1.8.5.1)]이 글루타싸이온(glutathione: GSH)을 기질로 사용하여 아스코브산으로 재생되는 과정을 가지고 있으므로 식물체 내 아스코브산의 수준을 조절하는 중요한 항산화효소이다. DHAR의 활성도는 여러 가지 환경스트레스에 반응하여 증가한다고 알려져 있으며 mRNA의 수준 등에 관한 특성이 보고되어 있다.</p> <p>본 연구에서는 정상적으로 생육하고 있는 식물이 저온에 직면하였을 때 과산화수소의 생성과 아스코브산 과산화효소와의 관련성과 항산화방어 시스템에서 생화학적변화와 생리적 변화를 나타내는 저온스트레스에서 활성산소를 제거하는 항산화효소 시스템의 방어기구에 대한 연구를 수행하기 위하여 상추를 공시작물로 하여 수행하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>공시작물과 저온 처리</h2> <p>본 실험에 사용된 공시작물은 상추(Lactuca sativa L., cv. Baronet, Journey Co. USA)이며 육묘용 상토(Metro-Mix \( 350^{\circledR} \))를 채운 포트(\(12 \times 12 \mathrm{~cm}\))에 3립씩 파종하여 발아시켰다. 벌아 후 생육이 건전한 1주만 남기고 제거한 후 미국 캔자스 주립대학교 온실에서 제조하여 공급하는 영양용액(N:P:K=20-10-20)을 2일 간격으로 공급하면서 4주간 생장상[10시간/14시간(주/야), \( 200 \mu \mathrm{E}\) \(\mathrm{m}^{-2}{s}^{-1} \)]에서 생육시켰다. 저온 처리는 공시작물을 \( 4^{\circ} \mathrm{C} \)로 조절된 암상태의 생장상에서 24시간 동안 처리하였으며 처리 후 \( 20^{\circ} \mathrm{C} \)에서 48시간 동안 회복시켰다. 저온 처리한 공시작물을 각각 0, 3, 6, 12, 24시간째와 회복 후 24, 48시간째에 잎을 채취하여 액체질소에서 담가 동결하고 \( -70^{\circ} \mathrm{C} \)에서 보관하면서 본 실험에 사용하였다.</p>