콩나물의 Asparagine 생합성에관한연구

Abstract

콩을 발아하여 생육시킨 콩나물에 고농도로 존재하는 asparagine의 생합성에 관하여 연구하고자 콩을 물에 침지 발아하여 생육시키면서 시간에 따른 수분함량 및 asparagine 함량의 증가를 조사해본결과 제 10일째에는 수분은 $85 \sim 90\%$에 달했으며 asparagine의 양은 재 결정화한 결과 건물량의 15.6\%에 해당하는 1.62 g 이 생성되었다. 또한 콩을 발아하여 생육시키면서 $NH_4Cl,\; (NH_4)_2SO_4$ 및 urea 를 살포하여 질소화합물에 대한 영향을 고찰하였던바 10일째의 것으로는 증류수를 주어 기른 control 보다 $NH_4Cl$ 및 $(NH_4)_2SO_4$ 를 주어 기른 실험구는 약간 증가되었으나 $NH_4Cl$ 보다 $(NH_4)_2SO_4$를 주어 기른 실험구가 높았다. 그러나 urea를 주어 기른 제10일째의 실험구는 control 보다 29.5\% 더많은 asparagine이 생성되어 urea가 기타 다른 질소화합물보다 훨씬 효과적으로 aspargine 합성을 촉진시켰음을 알 수 있었다. 제10일째의 콩나물에서 효소를 추출하여 $(NH_4)_2SO_4$ fractionation 및 sephadex G-150 에 의해 gel 여과한 후 이 효소액과 aspartic acid, glutamine (혹은 $NH_4Cl$). $Mg^{++}$ 및 ATP와 섞어 반응시키면 $2.20 \mu moles/mg$ protein에 해당하는 asparagine이 생성되어 crude extract의 효소보다 8.6배 정제되었으나 gel electrophosis에 분석한 결과 7개의 단백질 band 를 나타내었다. 콩나물에서 추출한 효소는 열에 매우 불안정하나 glycerol, mercaptoefhanol 및 기질인 ATP, $Mg^{++}$ ion에 의해 보호를 받았으며 이 효소에 의해 최고의 asparagine이 생성되는 ATP, $NH_4^+$ 및 glutamine의 농도는 표준 반응용액에서 각각의 구성농도를 변화시키면서 측정했을때 ATP는 10mM, $NH_4^+$는 50mM, glutamine은 10mM이었다. $Mg^{++}$ ion 대신 $Mn^{++},\; Zn^{++}$ 및 $Fe^{++}$ 로는 대치할 수가 없었으며 aspartic acid 에 대한 Km 값은 3.1mM이었고 amide donor로서 $NH_2OH$를 대치한 결과 $\beta$-aspartyl hydroxamate가 생성되어, 열 불안정성, amide donor로서 glutamine이용 및 -SH기의 보호에 의한 효소안정성등을 비추어보아 같은 두과작물인 lupinus 및 완두와 비슷하게 $\beta$-aspartyl adenylate 의 중간산물을 거치는 반응기작에 의해 asparagine 이 생합성 되리라 추측되어진다.