사과 ‘홍로’ 과피에서 발현되는 대규모 단백질체 분석

• Published in: Weon'ye gwahag gi'sulji Vol. 38; no. 6; pp. 795 - 809
• Main Authors: 김재호(Jae Ho Kim), 심수용(Soo Yong Shim), 장은실(Eun-Sil Chang), 손영걸(Young-Geol Sohn), 김윤희(Yun-Hee Kim), 김진국(Jin Gook Kim), 이증주(Jeung Joo Lee)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국원예학회HST 01.12.2020; 한국원예학회
• Subjects: 농학; 탄수화물 대사; 사과 과피; two-dimensional electrophoresis; 이차원 전기영동; 프로테오믹스; proteomics; carbohydrate metabolism; allergy protein; apple peel; 알레르기 단백질
• ISSN: 1226-8763; 2465-8588
• DOI: 10.7235/HORT.20200072

국내 육성 사과품종인 ‘홍로’의 과피에서 발현되는 단백질체를 이차원 전기영동으로 분석한 결과, 502개의 단백질들이 발현되는 것으로 확인되었으며, 이들 단백질들을 MALDI-TOF/TOF로 분석한 결과, 408개의 단백질들이 동정되었다. 동정된단백질들을 생물학적 기능별로 정리한 결과, carbohydrate metabolism에 속하는 것들이 87개로 가장 많았으며[abundance value(AV) 합계 120.97, 전체 AV의 합계 665.09의 18.2%], 그 다음은 protein metabolism 59개(AV 합계 72.08, 10.8%),protein folding 37개(AV 합계 34.12, 5.1%), defense 및 stress response 35개(AV 합계 56.95, 8.6%), protein degradation33개(AV 합계 28.87, 4.3%), antioxidant enzyme 29개(AV 합계 41.58, 6.3%), secondary metabolite metabolism 16개(AV합계 16.4, 2.5%), lipid metabolism 16개(AV 합계 8.89, 1.3%), transport 15개(AV 합계 8.75, 1.3%), cytoskeletonconstitution 14개(AV 합계 12.89, 1.9%), allergy 12개(AV 합계 104.55, 15.7%), nucleotide metabolism 11개(AV 합계10.83, 1.6%) 및 ATP synthesis 10개(AV 합계 18.46, 2.8%) 등의 순이었다. 발현된 단백질 spot들 가운데 AV 1위는 spot 451번인 major allergen Mal d 1(AV 54.42), 2위는 spot 419번 unidentified protein(AV 28.40), 3위는 spot 455번 MLP-likeprotein(AV 24.08), 4위는 spot 480번 glutathione S-transferase(AV 18.61), 5위는 spot 166번 glutamine cytosolicisozyme(AV 13.26), 6위는 spot 421번 L-ascorbate peroxidase(AV 는 12.67), 7위는 spot 163번 β-cyanoalaninesynthase(AV 10.81), 8위는 spot 114번 enolase-like(AV 10.48), 9위는 spot 36번 unidentified(AV 10.16), 10위는 spot 452번 major allergen Mal d 1(AV 8.80)이었다. 이상에서와 같이, 동정된 단백질들 중 알레르기와 관련된 것들은 소수에 불과하였으나 그 AV의 합계는 전체 기능별 분류 중 2위에 해당하는 것으로 보아, 과피에서는 알레르기 관련 단백질들이 대량으로 발현된다는 것을 알 수 있었다. 본 실험의 결과로부터 사과 과피에서 발현되는 단백질체의 대략적인 전체상을 파악할 수 있었으며, 그 결과는 추후 사과의 재배 및 육종과 관련된 단백질체 연구를 위한 좌표로 이용될 수 있을 것이다. The proteome expressed in the peel of the Korean apple cv. 'Hongro' was analyzed usingtwo-dimensional electrophoresis, and it was confirmed that 502 proteins were expressed. As a resultof analyzing these proteins with MALDI-TOF/TOF, 408 proteins were identified. The identifiedproteins were sorted by biological function: the most abundant (87) were in the carbohydratemetabolism category [abundance value (AV) total 120.97, 18.2% of total 665.09 in AV]; followedby protein metabolism, 59 (AV total 72.08, 10.8%); protein folding, 37 (AV total 34.12, 5.1%);defense and stress response, 35 (AV total 56.95, 8.6%); protein degradation, 33 (AV total 28.87,4.3%); antioxidant enzyme, 29 (AV total 41.58, 6.3%); secondary metabolite metabolism, 16 (AVtotal 16.4, 2.5%); lipid metabolism, 16 (AV total 8.89, 1.3%); transport, 15 (AV total 8.75, 1.3%);cytoskeleton constitution, 14 (AV total, 12.89, 1.9%); allergen, 12 (AV total 104.55, 15.7%);nucleotide metabolism, 11 (AV total 10.83, 1.6%); and ATP synthesis, 10 (AV total 18.46, 2.8%). Among the expressed protein spots, the 1st AV was spot 451 major allergen Mal d 1 (AV 54.42),2nd was spot 419 unidentified protein (AV 28.40), 3rd was spot 455 MLP-like protein (AV 24.08),4th was spot 480 glutathione S-transferase (AV 18.61), 5th was spot 166 glutamine cytosolicisozyme (AV 13.26), 6th was spot 421 L-ascorbate peroxidase (AV 12.67), 7th was spot 163β-cyanoalanine synthase (AV 10.81), 8th was spot 114 enolase-like (AV 10.48), 9th was spot 36unidentified (AV 10.16), and 10th was spot 452 major allergen Mal d 1 ( AV 8.80). As describedabove, only a small number of allergen-related proteins were identified, but the total AV was found to be ranked second among all functional classifications, indicating that allergen-related proteins are expressed in largequantities in the peel. From the results of this experiment, it was possible to conceptualize the proteome expressed in theapple peel, and the results may be used as a coordinate for the study of the proteome related to the physiology andbreeding fields of apples in the future. KCI Citation Count: 0