식물세포 내 이온 항상성: NHX 타입의 양이온/수소이온 운반체

전문가 제언

？전문가 제언？

 

○ 식물세포는 원형질막에 있는 H+-ATPase, 액포막과 내막에 있는 V-ATPase, PPA 단백질들의 능동적 펌프작용으로, 막을 경계로 하는 수소이온의 농도차이를 형성한다. 이러한 “high energy state"는 다양한 무기이온 및 유기화합물의 막-통과 2차 능동수송을 가능케 한다. 세포 내 NHX(Na+/H+ antiporter) 운반체는 CPA(Cation/Proton Anti- porter) family로서는 식물에서 처음 알려진 멤버이다. 생리적, 생화학적 연구는 Na+/H+ 및 H+/K+ antiporter가 식물에서 세포 내 이온항상성과 pH조절 등에 중요한 역할을 한다는 것을 제시하였다.

 

○ 식물에서 K+는 효소의 보조인자로서뿐 만이 아니라 전하의 균형, 삼투조절 등을 위해서도 세포질 액의 K+ 농도가 정확하게 유지된다. 이런 상태에 도달하기 위해서는 세포 밖으로부터의 K+의 유입과 세포 안에서 액포 내의 K+ 교환은 면밀하게 조정된다. 식물의 정상적 성장과 발생 동안에 K+ 항상성이 NHX에 의해서 유지된다.

 

○ 식물 유전체 사업으로 식물에는 수많은 CPA family 멤버들이 있다는 것이 밝혀지고 있다. 유전자연구를 통한 특정 NHX 유전자의 과다발현, 또는 넉 아웃 돌연변이체를 이용하는 접근으로 이들의 기능이 점차로 확대되어 알려질 것으로 기대된다. 아기장대 AtNHX1은 식물 NHX 운반체 family 중에서 창립멤버로 처음 알려진 단백질이다. 이는 액포 안으로 독성 Na+을 축적시켜 과다 Na+을 격리 처리하는 작용을 한다.

○ 식물 NHX의 유전자연구는 이들 운반체가 세포 내 이온 또는 pH 조절뿐만 아니라 식물성장과 발생에서 세포 확장, 삼투조절, 막 trafficking, 단백질 processing, 기공기능과 식물 수분상태, 환경스트레스 반응, 개화조절 등 다양하고 폭 넓은 세포과정에 관여한다.

○ AtNHX1의 과다발현이 아기장대의 염류내성 표현형을 나타낸다는 것은 NHX 유전자연구 초기에 보고된 바 있었다. NHX 자체에 대한 연구는 아니지만, 국내에서 식물의 염류스트레스를 포함하는 환경스트레스 연구는 연세대 김우택 연구그룹에서 수행하고 있다.

저자

Bassil, E, Blumwald, E,

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2014

권(호)

22()

잡지명

Current Opinion in Plant Biology

과학기술
표준분류

바이오

페이지

1~6

분석자

강*구

분석물

• 식물세포 내 이온 항상성 NHX-타입 양이온 수소이온 운반체의 역할.pdf [162,755 byte]

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