모든 생명은 성장을 위해 태양에 의존합니다. 식물, 조류, 광합성 박테리아 등은 광합성을 통해 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하여 지구상의 대다수 유기체에 식량과 에너지를 제공합니다.엽록소(Chl), 카로티노이드 및 피코빌린은 다른 광합성 색소 중에서 빛 에너지를 흡수하여 전자 전달을 유도하며 광합성에 없어서는 안 될 구성 요소입니다. 엽록소의 중요성과 감광성 전구체의 잠재적 산화 스트레스 위험은 엽록소 생합성이 여러 수준에서 엄격하고 정밀하게 규제된다는 것을 의미합니다. 엽록소 생합성의 규제 메커니즘에 대한 연구는 광합성 효율을 개선하고 식량 및 에너지 위기를 해결하는 데 중요한 지침이 됩니다. 최근 중국과학원 식물학연구소/샹후연구소 린롱청 교수그룹, 화중농업대학 더창 두안무 교수그룹, 웨스트레이크대학 리샤오보 교수그룹, 베를린 훔볼트대학 베른하르트 그림 교수그룹으로 구성된 공동연구팀은 '엽록소 생합성 경로의 조절 및 역행 신호 네트워크'라는 제목의 리뷰 논문을 게재했다. JIPB. 이 리뷰에서는 엽록소 합성의 조절 메커니즘과 테트라피롤 대사산물에 의해 매개되는 역행 신호 네트워크에 대한 연구 진행 상황을 자세히 설명하고 이 분야의 향후 연구 방향에 대해 논의합니다. 광합성은 혐기성 환경에서 진화했습니다. 그러나 산소를 방출하는-광합성 유기체의 출현으로 궁극적으로 산소가 풍부한 대기가 탄생했습니다. 이러한 환경 조건의 변화로 인해 엽록소 생합성의 효소가 산소-독립적(또는 심지어 산소-민감함)에서 산소-내성(또는 심지어 산소-필요)으로 변하게 되었습니다. 엽록소 생합성 경로는 식물에서는 고도로 보존되어 있지만, 다른 조류에서는 엽록소 합성이 상동 진화를 거치지 않은 수많은 동종효소에 의해 촉매됩니다. 육상 식물은 주로 Chl a와 b를 사용하는 반면, 진핵 조류 및 원핵 시아노박테리아와 같은 광합성 독립 영양 수생 유기체는 더 넓은 범위의 Chl을 사용합니다. 최근 연구에서는 모델 해양 규조류(Phaeodactylum tricornutum)에서 엽록소 c 신타제 유전자 CHLC의 기능과 진화 메커니즘을 발견하고 설명했습니다.
빛 신호와 여러 호르몬 신호는 엽록소 합성을 공동으로 조절하여 매우 복잡한 조절 네트워크를 형성합니다. 엽록소 합성에 대한 빛과 호르몬 신호의 조절 효과는 주로 전사 수준에서 나타납니다. 빛 신호 전달의 핵심 인자인 피토크롬 상호작용 인자(PIF)는 Elongated Hypocotyl 5(HY5), Brassinolide(BR) 신호 전달(BZR1, Brassinazole{5}}저항성 1) 및 Ethylene insensitive 3(EIN3, 에틸렌 신호 전달)과 같은 전사 인자와 함께 모두 엽록소 합성 유전자의 발현을 조절합니다. 전사 인자의 또 다른 클래스인 GLK1/GLK2(황금{12}}1/2와 유사), GATA 및 CGA1/GNL(사이토키닌-유도 GATA1/GNC-유사)은 빛 및 호르몬 신호를 포함한 다양한 내부 및 외부 신호를 통합합니다. 특히 GLK1/GLK2는 엽록소 합성과 엽록체 발달에 중요합니다.
엽록소 방울
세부
제품명 : 엽록소 방울
식물 공급원:페퍼민트 추출물
사양: 59ML/병
MOQ:1 병
서비스:OEM ODM 개인 상표 서비스
유통기한:24개월
원산지 : 중국 산시성
상태:액체
적용 가능한 사람들: 성인
해당되지 않는 사람들:임산부
TBS(테트라피롤 생합성) 대사 효소의 번역 후 조절에는 특정 아미노산 잔기의 변형과 보조 인자 및 분자 샤페론에 의한 TBS 대사 효소 안정성 및 활성 조절이 포함됩니다(그림 3). 세포질과 엽록체에 위치한 다중 분자 샤페론은 전구체 단백질과 결합하여 전구체 단백질을 엽록체로 운반하고 미세 가공 및 조립을 돕습니다. 동시에 Clp 프로테아제와 같은 복합체의 구성 요소인 분자 샤페론은 TBS 대사 효소(예: GluTR 및 CAO)의 안정성을 조절하는 데 참여합니다. 최근 연구에서는 엽록소 생합성을 조절하는 cpSRP43(엽록체 신호 인식 입자 43) 및 MORF2(다중 소기관 RNA{10}}편집 인자 2)와 같은 많은 새로운 분자 샤페론이 발견되었습니다. TBS 대사 효소의 상호작용 단백질과 이들의 결합 대사산물은 효소 활성을 조절하는 보조인자 역할을 합니다. 예를 들어, GBP(GluTR{13}}결합 단백질)와 Heme은 GluTR 효소 활성을 공동으로 조절하는 복합체를 형성합니다. 또한, 점점 더 많은 연구에서 TBS 대사 효소가 아미노산 부위에서 아세틸화 및 인산화 변형을 나타내어 다양한 활성 상태와 환경 변화에 대한 반응을 일으킨다는 사실이 밝혀졌습니다.
반-자율 세포 소기관인 엽록체는 발달 및 환경 신호에 반응하여 핵 유전자의 발현을 조절할 수 있습니다. 엽록체에서 방출되는 이러한 신호를 역방향 신호라고 합니다(그림 4). MgPPIX와 같은 엽록소 합성 경로의 대사산물은 엽록체에 의해 방출되는 역신호 인자로 간주되었습니다. 그러나 후속 실험에서는 헴과 그 하류 대사 산물인 Biliverdin IX(BV IX )가 MgPPIX가 아니라 식물과 조류에서 중요한 역방향 신호 전달 인자라는 사실이 밝혀졌습니다. 그럼에도 불구하고 Pchlide와 같은 엽록소 가지 대사산물에 의해 유발되는 ROS 신호(예: 단일항 산소 1O2)는 여전히 매우 중요한 역신호 소스로 남아 있습니다. 엽록체에서 합성된 헴은 엽록체 막을 통해 세포질, 핵, 미토콘드리아를 포함한 여러 세포소기관으로 운반될 수 있습니다. 또한, 연구에 따르면 엽록소 분해 산물은 액포 ABC 수송체 AtMRP1-3을 통해 액포로 수송되어 엽록소 분해 산물의 수송 메커니즘을 연구하기 위한 출발점이 되는 것으로 나타났습니다. 그러나 헴과 엽록소 분해 생성물의 수송 메커니즘은 아직 알려지지 않았으며 추가 심층 조사가 필요합니다.
엽록소 생합성과 그 조절 메커니즘에 대한 연구는 식물 생물학, 농업 및 생명공학에 중요한 영향을 미치는 역동적인 분야로 남아 있습니다. 엽록소 생합성에 대한 환경 요인의 영향을 이해하는 것은 작물의 스트레스 저항성을 향상시키는 데 중요합니다. 스트레스 반응 조절 네트워크와 이것이 엽록소에 미치는 영향을 연구하면 스트레스에 잘 견디는-식물 품종을 육성하는 데 도움이 됩니다. 다양한 식물 종(비{2}}관다발 식물 포함)에 대한 비교 연구는 엽록소 생합성 경로의 진화에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이 연구는 이종 시스템에서 엽록소의 생합성에 적용되어 궁극적으로 현대 농업, 산업, 심지어 현대 의학에도 도움이 될 것입니다.
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