Cytochrome P450 Reductase가 인삼의 사포제닌 합성에 미치는 영향 = KFGP-P3 : Effect of Cytochrome P450 Reductase on Sapogenin Synthesis of Panax ginseng

국문 초록 (Abstract)

이전 우리 실험실에서는 세가지의 CYP716A 그룹의 유전자(CYP716A47, CYP716A53V2, CYP716A52V2)를 규명하였다. P450 계열 물질의 합성 과정에서 Cytochrome P450 reductase(이하CPR)는 NADPH로부터 P450 물질까지 전자를 전달해주는 중요한 역할을 한다. 하지만 인삼의 CPR에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 인삼에서 두 개의 CPR 유전자(pgCPR1, pgCPR2)를 규명하였다. pgCPR1과 pgCPR2의 full-length cDNA로 클로닝하였고, 아미노산 염기서열로 알아본 크기는 각각 709와 678로 나타났다. 또한, 이미 알려진 다른 식물의 CPR과 비교했을 때 30%～90%의 상동성을 갖고 있었다. pgCPR의 인삼 내에서의 발현량의 변화를 확인하기 위해 먼저 인삼의 뿌리에 Methyl Jasmonate(이하 MeJA)를 처리하여 RT-qPCR로 발현 차이를 확인하였다. 그 결과 무처리 인삼보다 처리된 인삼에서 pgCPR의 양이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 다음으로 이스트 균주에 PNY1과 CYP716A52V2 그리고 pgCPR을 동시에 형질전환 하여 oleanolic acid의 양의 변화를 확인하였다. 그 결과, pgCPR이 함께 형질전환 되었을 경우에 oleanolic acid 양이 약 30% 더 증가한 것을 볼 수 있었다. 결과로 미루어 봤을 때, pgCPR은 인삼의 CYP 계열의 물질의 합성에 중요한 역할을 하고 있음을 확인 할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Previous studies in our laboratory chracterized Three CYP716A subfamily genes ( CYP716A47, CYP716A53V2 and CYP716A52V2). As an important component of P450 enzyme systems, cytochrome P450 reductase(CPR) plays an essential role in transferring electrons from NADPH to the P450-substrate complex. However, little information about CPR in Panax ginseng (pgCPR) has been reported. Herein, we report two cytochrome P450 reductase genes( pgCPR1, pgCPR2) isolated from Panax ginseng. A full-length cDNA of pgCPR1 and pgCPR2 were cloned. The open reading frames of the pgCPR1 and pgCPR2 genes encoded 709 and 678 amino acids respectively and shared about 30%～90% identities with other known CPRs. Roots of ginseng were treated with MeJA and the expression of studied genes were confirmed by RT-qPCR. The result showed that the roots treated with MeJA have higher pgCPR synthesis as compare to the control. transfection of yeast cells was carried out with PNY1, CYP716A52V2 and pgCPR. The successfully transfected cells showed 30% increased Oleanolic acid production as compared to the ones transfected with PNY1, CYP716A52V2 only. These results indicate that pgCPR is important for the development Panax ginseng and it may play an essential role in the activation of the CYP genes of Panax ginseng.