342회 먹물버섯이 분비하는 산성 laccase의 기능

342회

연사 :  최 형 태, 강원대학교 생명과학부

제목: 먹물버섯이 분비하는 산성 laccase의 기능

Abstract

다세포 미생물체인 버섯은 monokaryon (N; 반수체), dikaryon (N+N; 실제적인 이배체) 모두 배양이 가능하여 세균이나 고등생물에서 얻기 어려운 세포생리학적 결과를 얻을 수 있다. 또한 N과 2N 모두 배양 가능한 효모균과는 달리 다세포 생물체이므로 분화에 대한 연구재료로써 유용하다. 미생물생리학 실험실에서는 먹물버섯의 하나인 Coprinus congregatus를 대상으로 많은 곰팡이에서 다양한 기능을 보이는 laccase (phenoloxidase의 하나)에 대한 연구를 수행하였다. 균류 laccase는 리그닌과 같은 난분해성 물질의 분해, 자낭균 및 담자균의 분화, 일부 병원성 균류의 병원성 등과 관련되었으며 우리의 melanin을 합성하는 tyrosinase와 같은 group이다.

  C. congregatus에는 적어도 두 종류의 laccase가 있는데 각각 한천배지에서 균사 집락 끝 부분에 존재하는 hyphal tip laccase, 한천배지에서 생성된 버섯원기 (=시원체) 및 10일 이상 배양한 액체배지의 균사체에 존재하는 primordial/sclerotial laccase이며 모두 세포막 연관 효소로써 고체/액체 (중성)배지에서 전혀 분비되지 않는다. 중성액체배지에서 배양된 먹물버섯 균체를 Waring blender를 사용하여 pH 4.1 액체배지로 접종할 경우 다량의 laccase가 생성·분비되는 것을 확인하였다. 산성 laccase라 명명한 이 효소를 정제하여 일반적인 생화학적 특징을 분석하였고 cDNA 및 genomic 유전자를 cloning하여 이들이 발현되는 배양조건을 분석한 결과 산성조건에서 발현됨을 확인하였다. 산성 laccase에 대한 항체를 얻고 이를 이용하여 선성배양액 내의 산성 laccase 변화를 분석한 결과 이 효소는 자신의 효소력에 의하여 빠르게 변성되었으며 동시에 배양액의 산도를 중화시키는 결과를 얻었고, 이에 근거하여 산성환경을 중화하여 균체를 보호하는 기능을 가지는 (일반적인 laccase와는 다른) 효소라고 할 수 있다. 산 충격에 의한 laccase의 유도는 영지와 잣버섯류에서 비슷한 양상을 보였으나 구름버섯 (=운지)과 느타리버섯에서는 나타나지 않았다. 한편 먹물버섯에서 다양한 농도의 H2O2, 즉 활성산소에 의한 산성 laccase의 유도를 실험하였으나 0.01-1 % 농도의 범위에서 어떠한 결과가 없어 산성 laccase는 정확하게 산 충격에 의하여 발현 유도되는 것이라고 판단된다.