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Physiological role analysis of superoxide dismutases and characterization of enoyl-acyl carrier protein reductases of rhodobacter sphaeroides

이일한

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광합성 세균인 Rhodobacter sphaeroides는 철을 함유하는 superoxide dismutase (FeSOD)를 cytoplasm에 가지고 있다. 이 FeSOD는 산소가 존재하는 조건에서 2-hydroxyethyl chlorophyllide a reductase (BchXYZ)에 의해 주되게 발생되는 superoxide를 제거하는 기능을 가지고 있다. Superoxide는 R. sphaeroides에 존재하는 phospholipid의 주된 구성 성분인 cis-vaccenic acid의 생합성 과정에 영향을 미치는 것으...
광합성 세균인 Rhodobacter sphaeroides는 철을 함유하는 superoxide dismutase (FeSOD)를 cytoplasm에 가지고 있다. 이 FeSOD는 산소가 존재하는 조건에서 2-hydroxyethyl chlorophyllide a reductase (BchXYZ)에 의해 주되게 발생되는 superoxide를 제거하는 기능을 가지고 있다. Superoxide는 R. sphaeroides에 존재하는 phospholipid의 주된 구성 성분인 cis-vaccenic acid의 생합성 과정에 영향을 미치는 것으로 보여진다. FeSOD가 superoxide를 적절히 제거하지 못 할 경우, 세포는 불포화 지방산 요구성 auxotrophy를 나타낸다. BchZ에 발생된 V90E suppressor mutation은 세포 내에 형성되는 superoxide 및 광합성 기구 감소 현상을 초래한다. 지방산 생합성 과정의 마지막 단계를 매개하는 효소는 enoyl-acyl carrier protein (ACP) reductase [FabI]이다. R. sphaeroides에 존재하는 두 isozyme인 FabI1과 FabI2를 각각 분리 정제하여, 그 특성을 분석하였다. 그 결과 FabI1이 세포 내의 대부분의 활성을 차지하는 주된 enoyl-ACP reductase임을 확인할 수 있었다. FabI에 특이적으로 작용하는 활성 저해제인 diazaborine에 대한 저항성을 주는 새로운 mutation인 P155Q가 FabI1에 발생되었다. 이 mutation의 특성에 대한 분석이 이루어졌고, 그 저항성을 가지게 되는 메카니즘에 대한 제안을 할 수 있었다.
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The cytoplasmic iron-containing superoxide dismutase (FeSOD) of Rhodobacter sphaeroides removes superoxide, which was mainly generated during enzyme reaction mediated by 2-hydroxyethyl chlorophyllide a reductase (BchXYZ) in the presence of oxygen. The superoxide appears to affect the biosynthesis of...
The cytoplasmic iron-containing superoxide dismutase (FeSOD) of Rhodobacter sphaeroides removes superoxide, which was mainly generated during enzyme reaction mediated by 2-hydroxyethyl chlorophyllide a reductase (BchXYZ) in the presence of oxygen. The superoxide appears to affect the biosynthesis of cis-vaccenic acid, which is most abundant in R. sphaeroides. The superoxide, if not removed properly by FeSOD, resulted in auxotrophy requiring the unsaturated fatty acid for cell growth. The suppressor mutation, V90E of BchZ resulted in the reduced formation of superoxide and spectral complex. The last step of fatty acid biosynthesis is mediated by enoyl-acyl carrier protein (ACP) reductase, FabI. Two isozymes, FabI1 and FabI2 were purified and kinetically characterized. Genetic and biochemical data revealed that FabI1 is a major enzyme displaying most of the cellular enzyme activity. A novel mutation, P155Q of FabI1 resistant to diazaborine has been analyzed and its mechanism for resistance was proposed.