인삼 Light Harvesting Chlorophyll Protein의 특성 및 엽소병에서 Singlet Oxygen($^1O_2$) Quenching

Characteristics of Light Harvesting Chlorophyll-Protein Complex and Singlet Oxygen ($^1O_2$) Quenching in Leaf-burning Disease from Panax ginseng C. A. Meyer

  • 양덕조 (충북대학교 자연과학대학 생물학과) ;
  • 이성택 (충북대학교 자연과학대학 생물학과, 한국과학기술대학, 연세대학교 이과대학 생물학과)
  • 발행 : 1989.12.01

초록

인삼엽소병(leaf-burning disease) 원인과 light-harvesting chlorophyll-protein(LHCP) complex의 solar energy 분배능력과의 상호 연관성을 조사하기 위한 기초 연구로써 인삼 thylakoid의 chlorophyll-protein(CP) complex의 조성 및 특징을 조사하였다. 인삼의 CP-complex는 non-denaturing SDS-PAGE 방법에 의해 4개 bands로 분리되었으며 각 band는 Bassi와 Dunahay의 결과에 따라 CPI(PSI의 reaction center와 LHCP I antennae), CP I(PSI reaction center), LHCP II(LHCP II)의 oligoform), 그리고 LHCP II(PS II antennae; CP29, CP26)로 확인되었다. 인삼의 LHCP II 는 양지식물인 spinach, soybean과 비교해 볼 때 오히려 인삼의 band intensity가 더 높았으며, CP I band는 인삼에서만 분리되었다. 인삼 CP-complex band의 absorption 및 fluorescence spectra, chlorophyll a.b ratio 에서도 비교식물과 차이를 나타내었다. Thylakoid membrane의 polypeptide 함량은 인삼에서 비교식물에 비해 현저히 낮은 polypeptide 함량은을 나타내었다. SDS-PAGE에 의한 polypeptide pattern은 band의 수나 band intensity에서 비교식물과 차이를 나타내었으며, 특히 29-35 kD, 55 kD과 60 kD 근치에서 현저한 band intensity 차이를 확인하였다. Specific $^1O_2$에 의해 chl. a가 60%, chl.b는 90%, 그리고 carotenoid는 70%가 파괴되는 것으로 확인되었다.

In order to determine the relationships between the lea(-burning disease and the light harvesting chlorophyll-protein (LHCP) complex in Panax ginseng C. A. Meyer, we investigated the chlorophyll-protein (CP) complex of the thylakoid membrane and its characteristics. In P. ginseng four Cp-complex bands determined by non-denaturing SDS-PAGE were identified CP I'(containing reaction center of photosystem I and LHCP I antennae), CP I (reaction center of photosystem I) LHCP II** (oligoform of LHCP II), and LHCP II (photosystem II antennae, CP 26 and CP 29) by Bassis and Dunahay's procedures. Under our experimental condition, the CP I band was only observed in P. ginseng and the band intensity of LHCP II** in P ginseng was higher than in spinach and soybean. There were differences in the absorption and fluorescence spectra and chlorophyll a/b ratio of the CP-complex bands between P. ginseng and other Plants. The Polypeptidr content of P. ginseng thylakoid was lower than in spinach and soybean thylakoid, and the Polypeptide profiles of P. ginseng was low band intensity, especially about 29-35 kD, 55 kD, and 60 kD, compared to spinach and soybean. The inhibitory effects of 2,5-dimethylfuran, specific singlet oxygen ($^1O_2$) quencher, showed that singlet oxygen destroyed 60% of chl.a, 90% of chl.b and 70% of carotenoid in bleaching P. ginseng with leaf-burning disease.

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