Comparison of Proteomes Expressed in Immature and Mature Apple Peel

국문 초록 (Abstract)

우리나라의 사과 품종인 홍로 과피는 미성숙기-성숙기에 각각 녹황색-농홍색을 나타내며, 그린볼 과피는 미성숙기-성숙기와 관계없이 녹황색을 나타냈다. 각 품종별 특성을 분석한 결과, 두 품종의 성숙과는 미성숙과보다 과육의 적색도, 갈변도 및 당도는 증가한 반면, 경도 및 산도는 감소하였다. 또한 홍로의 성숙기에서는 미성숙기에 비해 현저하게 과피의 적색도가 증가하고 노란색도는 감소하였으나, 그린볼에서는 그 정도가 미미하였다. 한편 엽록소 함량은 그린볼의 성숙기 및 미성숙기에서 별다른 차이가 없었으나, 홍로에서는 미성숙기보다 성숙기에 현저하게 감소되었다. 미성숙 및 성숙기의 사과 과피로부터 단백질들을 추출하여 이차원 전기영동으로 분리한 결과, pI 5-8 범위의 홍로 성숙-미성숙에서는 23개, 그린볼 성숙-미성숙에서는 9개의 단백질 spot 들이 2배 이상의 발현률 차이를 나타내었다. 해당 단백질 spot들을 coring 및 전처리 한 후 MALDI-TOF/TOF로 분석한 결과, 홍로에서는 23개 spot 중 20개가, 그린볼에서는 9개 spot 중 5개가 각각의 생물학적 기능을 갖는 단백질로 동정되었다. 홍로의 성숙에서는 미성숙에 비해 NADP-dependent malic enzyme (spot 1 및 2), probable sarcosine oxidase (SOX, spot 4), oxidored_FMN domain-containing protein OS (spot 8), beta-cyanoalanin synthase (β-CAS) 1 (spot 9), ACC oxidase (spot 10), 3-oxoacyl-ACP reductase, chloroplastic-like (spot 11), glyoxalase I OS (spot 12), GTP-binding nuclear protein OS (spot 16), adenine phosphoribosyltransferase (APRTase, spot 17), glutathione transferase (GST) OS, spot 18), PPD-containing protein (spot 19), agglutinin alpha chain-like (2020) (spot 21) 및 major allergen Mal d 1 (spot 22 및 23)의 발현량이 증가하였으며, 미성숙에서는 성숙에 비해 S-adenosylmethionine (SAM) synthases OS (spot 5 및 6), Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) activase, chloroplastic-like (spot 7), oxygen-evolving enhancer protein 1, chloroplastic (spot 15) 및 PsbP domain(PPD)-containing protein (spot 19)의 발현량이 증가하였다. 그린볼의 성숙에서는 미성숙에 비해 sarcosine oxidase OS (spot 1), thiamine thiazole synthase, chloroplastic (spot 3), APRTase OS (spot 5) 및 major allergen Mal d 1.02 (spot 7)의 발현량이 증가하였으며, 미성숙에서는 성숙에 비해 agglutinin alpha chain-like (spot 6)의 발현량이 증가하였다. 한편 홍로의 성숙과에서 미성숙과에 비해 발현량이 43.6배 더 높은 spot 20번은 uncharacterized protein OS로 동정되었으며, 미성숙과에서 성숙과보다 더 높게 발현된 spot 13 및 14번은 미동정되었다. 그린볼의 성숙과에서 더 높게 발현된 spot 2 및 4번, 미성숙과에서 더 높게 발현된 spot 8 및 9번도 미동정되었다. 이상의 결과들은 사과의 성숙 과정에서 작용하는 단백질의 종류와 역할을 이해하고, 새로운 사과 품종 육종 과정에서 목표 형질의 개량을 위한 기본 자료로도 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

목차 (Table of Contents)

• Introduction 3
• Materials & Methods 5
• Materials 5
• Characteristics of immature and mature apples 5
• Protein extraction and two-dimensional electrophoresis (2-DE) 5
• MALDI-TOF/TOF MS 6
• Results & Discussion 7
• Characteristics of immature and mature fruit by apple variety 7
• Differences in proteins expressed in immature and mature fruit peels 7
• Identification and functional analysis of highly expressed proteins 7
• Summary 28
• References 30