지방 저장 식물의 퍼옥시좀 생성과 발달

김대재

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김대재 (충북대학교)

저널정보: 한국생명과학회 생명과학회지 생명과학회지 제33권 제8호

발행연도: 2023.8

수록면: 651 - 662 (12page)

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마이크로바디로 알려진 퍼옥시좀은 대부분의 진핵세포에서 흔히 발견되는 형태학적으로 유사한 세포내 소기관의 한 종류이다. 크기는 직경이 0.2~1.8 μm이고 단일 막으로 싸여 있다. 매질은 일반적으로 미세한 입자이지만 때로는 결정체 또는 섬유질의 형태가 관찰된다. 이들은 특징적으로 과산화수소(H₂O₂)를 생성하는 산화효소를 가지고 있으며 효소 카탈레이스를 함유하여 세포 소기관 내에서 생성되는 유독한 H₂O₂를 제거한다. 퍼옥시좀은 형태학적으로나 물질대사의 측면에서 진핵세포의 세포내 소기관으로써 대단히 역동적이다. 특히, 식물의 퍼옥시 좀은 β-산화, 글라이옥실산 회로 및 광호흡 등을 포함한 수많은 대사 과정과 관련이 있다. 또한, 식물 퍼옥시좀은 중요한 식물 호르몬인 옥신, 살리실산 및 자스몬산의 합성과 스트레스에 대한 반응 및 발달에 관여한다. 지난 20년 동안 진핵생물의 퍼옥시좀 발생에 관한 연구는 동물과 효모에서 상당한 진전을 이루었다. 정교한 분자생물학 기술의 발전과 유전체학의 광범위 활용으로 대부분의 퍼옥시좀 관련 유전자와 단백질(peroxin, PEX)이 확인되었다. 또한, 최근에 단백체 연구의 적용은 퍼옥시좀 단백질의 표적화, 조절 및 분해에 대한 이해와 함께 식물 퍼옥시좀의 발생에 대한 기초 정보를 얻을 수 있게 되었다. 이와 같은 퍼옥시좀 발달에 관한 연구에 커다란 진전에도 불구하고, 퍼옥시좀이 ER에서 유래하여 조립되고 분열하는 과정에 대하여 여전히 많은 의문이 남아 있다. 퍼옥시좀은 식물 발달의 여러 측면에서 역동적인 역할을 수행하며, 이 논문에서는 식물 퍼옥시좀의 기능, 발생 및 역동성에 대한 이해를 위하여 그 동안의 연구 동향에 중점을 두었다.

Peroxisomes, known as microbodies, are a class of morphologically similar subcellular organelles commonly found in most eukaryotic cells. They are 0.2~1.8 μm in diameter and are bound by a single membrane. The matrix is usually finely granular, but occasionally crystalline or fibrillary inclusions are observed. They characteristically contain hydrogen peroxide (H₂O₂) generating oxidases and contain the enzyme catalase, thus confining the metabolism of the poisonous H₂O₂ within these organelles. Therefore, the eukaryotic organelles are greatly dynamic both in morphology and metabolism. Plant peroxisomes, in particular, are associated with numerous metabolic processes, including β-oxidation, the glyoxylate cycle and photorespiration. Furthermore, plant peroxisomes are involved in development, along with responses to stresses such as the synthesis of important phytohormones of auxins, salicylic acid and jasmonic acids. In the past few decades substantial progress has been made in the study of peroxisome biogenesis in eukaryotic organisms, mainly in animals and yeasts. Advancement of sophisticated techniques in molecular biology and widening of the range of genomic applications have led to the identification of most peroxisomal genes and proteins (peroxins, PEXs). Furthermore, recent applications of proteome study have produced fundamental information on biogenesis in plant peroxisomes, together with improving our understanding of peroxisomal protein targeting, regulation, and degradation. Nonetheless, despite this progress in peroxisome development, much remains to be explained about how peroxisomes originate from the endoplasmic reticulum (ER), then assemble and divide. Peroxisomes perform dynamic roles in many phases of plant development, and in this review, we focus on the latest progress in furthering our understanding of plant peroxisome functions, biogenesis, and dynamics.

#Glyoxysome #microbody #oil-seed plants #peroxin #peroxisome

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