๊ฑฐ์ 30๋
๋์ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ๊ดํฉ์ฑ (photosynthesis) ๊ณผ์ ์์ ์ ์ ์ ๋ฌ (electron transport) ์กฐ์ ์ ๊ด์ฌํ๋ ํน์ ํจ์๋ฅผ ์์๋ด๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ชจ์ํ์๊ณ , ์ด์ ๋ฎํจ๋ํ๊ต (Ludwig-Maximilians-University Munich, LMU) ์ฐ๊ตฌํ์ ์ํด ๋ฏธ์ฑ๋งํฌ (missing link)๊ฐ ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ค.
๊ดํฉ์ฑ์ ์๋์ง๊ฐ ํ๋ถํ ํํฉ๋ฌผ๊ณผ ๊ณ ๋ฑ์๋ฌผ์ ํ์ํ ์ฐ์๋ถ์๋ฅผ ์ ๊ณตํ์ฌ ์ง๊ตฌ์์ ์กด์ฌํ๋ ์๋ช
์ฒด๋ฅผ ์ด์๊ฐ๊ฒ ํ๋ค. ๊ดํฉ์ฑ ๊ณผ์ ์ ์๋ฌผ, ์กฐ๋ฅ ๋ฐ ํน์ ๋ฐํ
๋ฆฌ์์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ ์ํฉ์ฑ ํ์ ์ ์ง๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฆฌ๋ ๊ดํํ๊ณ (photosystems, PS, ์๋ฌผ์ ๊ดํฉ์ฑ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ 2์ข
์ ์ ์ ์ ๋ฌ๊ณ)์ ํก์๋ ๋น ์๋์ง๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ด์ฐํํ์์ ๋ฌผ๋ก๋ถํฐ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํฉ์ฑํ๋ค. ์๋ฌผ์ 2์ข
์ ์ ์ ์ ๋ฌ๊ณ, ๊ดํํ๊ณ I๊ณผ ๊ดํํ๊ณ II๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๊ฐ๊ฐ์ ์ด๋ก์ ์์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ณตํฉ์ฒด๋ก ์ด๋ค์ ธ ์์ด ์ ์๋ฅผ ๋์ ์๋์ง ์์ค์ผ๋ก ์ฌ๋ฆฌ๊ธฐ ์ํด ํ์ ์๋์ง๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๊ทธ๋ฐ ๋ค์ ์ ์๋ ์ ์ ์ ๋ฌ์ฒด๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ์ด๋ํ๊ณ ๊ทธ ์๋์ง๋ก๋ถํฐ ATP๊ฐ ํฉ์ฑ๋๋ค. ATP๋ ๋ชจ๋ ์๋ฌผ์ ์ธํฌ ๋ด ์กด์ฌํ์ฌ ์๋์ง๋์ฌ์ ๋งค์ฐ ์ค์ํ ์ญํ ์ ํ๋๋ฐ ATP ํ ๋ถ์๋ ๊ฐ์๋ถํด๋ฅผ ํตํด ๋ค๋์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ฐฉ์ถํ๋ฉฐ ์ด๋ ์๋ฌผํ๋์ ์ฌ์ฉ๋๋ค.
์ ์ ์ ๋ฌ์ ๋ช ๊ฐ์ง ๋ค๋ฅธ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์งํ๋ ์ ์๋ค. ์ ํ ์ ์ ์ ๋ฌ์ด๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฆฌ๋ ๊ฒฝ๋ก์๋ ๊ดํํ๊ณ I๊ณผ ๊ดํํ๊ณ II ๋ชจ๋๊ฐ ํ์ํ๋ฉฐ NADPH๋ฅผ ํ์ฑํ๋ NADP๋ผ๋ ์์ ๋ถ์๋ก ์ ์๋ฅผ ์ ๋ฌํ๋ค. ๋ฐ๋ฉด, ๊ตฌํ ์ ์ ์ ๋ฌ๊ณ๋ ๊ดํํ๊ณ I ๋ง์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ด ์ ์๋ฅผ ATP ์์ฐ์ ์ํด์๋ง ์ด์ฉํ๋ค. ์ฃผ ์ ๋ฌ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ํ๋ ์ ์๋ ํ๋ผ์คํ ํด๋
ผ (plastoquinone)์ด๋ผ๊ณ ํ๋ ์์ฉ์ฒด๋ฅผ ํตํด ์ํ ๊ทธ๋กฌ (cytochrome) b6f ๋ณตํฉ์ฒด๋ก ์ ๋ฌ๋๊ณ ์ด๊ณณ์์๋ถํฐ ๋ค์ ๊ดํํ๊ณ I๋ก ์ด๋๋๋ ์๋ฒฝํ ์ํ์ ์ด๋ฃฌ๋ค. [์ํ ํฌ๋กฌ์ ์ธํฌ ๋ด์ ์กด์ฌํ๋ ํด๋จ๋ฐฑ์ง ์ค์์ ํค๋ชจ๊ธ๋ก๋น, ๋ฏธ์ค๊ธ๋ก๋น, ํ๋ฅด์ฅ์๋ค์ด์ , ์นดํ๋ผ์์ ๋ฅผ ์ ์ธํ ๊ฒ์ ์ด์นญ์ผ๋ก ์์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ํ๋ค.]
ํ๋ผ์คํ ํด๋
ผ์ ์ฐ์๋ฐ์ํ ๊ดํฉ์ฑ์ ํ๋ ์๋ฌผ ๋ฐ ๊ณํต์ ์ผ๋ก ๊ทธ๊ฒ์์ ์ ๋ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ ์๋ฌผ์๋ง ํฌํจ๋๋๋ฐ, ๊ดํฉ์ฑ ๊ณผ์ ์ ์ ์ ์ ๋ฌ๊ณ์์ ์ต์ด๋ก ์ ์๋ฅผ ๋ฐ๊ณ ์์ฑ์๋ฅผ ๊ทธ๋ผ๋(๋ง)์ ๋ด๊ฐ์ผ๋ก ์์กํ๋ค. ์ฆ, ๋น ์๋์ง๋ฅผ ํํ ์๋์ง๋ก ์ ํ์ํค๋ ๋ฌผ์ง์ ํ๋์ด๋ค.
๊ดํํ๊ณ II (PSII)๋ ํธ๋ผ์ฝ์ด๋๋ง์ ์กด์ฌํ๋ 20์ฌ ์ข
๋ฅ ์ด์์ ๋จ๋ฐฑ์ง๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ๋ณตํฉ์ฒด๋ก, ํ์์ ๋น ์๋์ง๋ฅผ ํก์ํ์ฌ, ์๋ฌผ์ด ์ด์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ ๊ธฐ ์๋์ง๋ก ๋ณํ์ํค๋ฉฐ, ๋์์ ๋ฌผ์ ๋ถํด์์ผ ์ฐ์๋ฅผ ๋ฐ์์ํจ๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ์๋ช
ํ์์ ๊ดํํ ๋ฐ์ (photochemical reaction)์ด๋ผ ํ๋ฉฐ, ๊ดํฉ์ฑ์ ์ด๊ธฐ๋ฐ์์ผ๋ก์, ์ง๊ตฌ์์ ์ฐ์ํธํก์ ํ๋ ๋ชจ๋ ์๋ช
์ฒด์๊ฒ ์ฐ์๋ฅผ ๊ณต๊ธํ๋ ์ ์ผํ ๋ฐ์์ด๋ฉฐ, ์ง๊ตฌ์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๊ณต๊ธํ๋ ์๋ฐ์ ์ด๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ดํํ๊ณ II์ ๋ฐ์์ ๊ทธ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฐํ์ ๋๊ณ ์ด๋ฃจ์ด์ง๊ฒ ๋๋๋ฐ, ๊ทธ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ณต์ก์ฑ ๋๋ฌธ์ ๋ง์ ์ฐ๊ตฌ์ ๋
ธ๋ ฅ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์์ง ์์ ํ ๋ชจ์ต์ ๋๋ฌ๋ด์ง ์๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ต๊ทผ ๋ถ์๊ตฌ์กฐ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ธฐ์ ์ด ๋ฐ๋ฌํ์ฌ ์ด๋ฌํ ๋ถ์๊ตฌ์กฐ๋ฅผ 8A์ ์์ค์์๊น์ง ๋
ผํ ์ ์๊ฒ ํ๋ค.
์๋ฌผ์ ATP์ NADPH ๊ฐ์ ์ ์ ํ ๊ท ํ์ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด ์ด์ฐํํ์๋ฅผ ๋น ํฉ์ฑ์ ํ์ํ ์ ํ ๋ฐ ๊ตฌํ ์ ์ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก ์ฌ์ด๋ฅผ ์ ํํ ์ ์๋ค. ์ด๊ฒ์ ๊ดํํ๊ณ ๊ฐ์ ์ ์์ ํ ๋น์ ์กฐ์ ํ ์ ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค. ๊ดํํ๊ณ I ์์ ์ง์ ์ ์๋ฅผ ์์ฉํ๋ ํ๋ ๋
์ (ferredoxin, Fd)์ด๋ผ๊ณ ํ๋ ์ ์ ์ ๋ฌ์ฒด๋ ์ด 2๊ฐ์ง ๊ฒฝ๋ก ์ฌ์ด๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๊ต์ฐจ๋ก ์ญํ ์ ํ๋ค. 30๋
๋์์ ์ฐ๊ตฌ์์ ๊ดํํ๊ณ I์ ์คํธ๋ก๋ง ๋ด์์ ํ๋ ๋
์ ๋ฐ ํ๋ผ๋ณด๋จ๋ฐฑ์ง ํ๋ ๋
์ -NADP ํ์ํจ์ (ferredoxin-plastoquinone reductase, FQR)์ ์์ฉ์ ์ํด์ NADP๋ฅผ NADPH๋ก ํ์์ํจ๋ค๋ ๊ฒ์ด ๋ฐํ์ก์ง๋ง ์ด๊ฒ์ ๊ด์ฌํ๋ ํจ์๋ค์ ์์ง ๋ฐ๊ฒฌ๋์ง ์์์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌํ์ ๊ดํํ๊ณ I๊ณผ ์ํธ ์์ฉํ ์ ์๊ณ ๊ตฌํ ์ ์ ์ ๋ฌ๊ณ์ ๊ด์ฌํ๋ ๋ค๋ฅธ ์ธ์๋ค๊ณผ๋ ์ํธ ์์ฉํ ์ ์๋ PGRL1์ด๋ผ๊ณ ํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ฐํ๋๋ค. ์ด๋ค์ ์ต๊ทผ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ PGRL1 ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ํํ ์ํํ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์์๋ผ ์ ์์๋ค. PGRL1 ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ค๋ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ฐพ๋ ํ๋ผ๋ณด๋จ๋ฐฑ์ง ํ๋ ๋
์ -NADP ํ์ํจ์๋ก์ ๊ตฌํ ์ ์ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋๋ฐ ํต์ฌ์ ์ธ ์ญํ ์ ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ ์ ์ ๋ฌ๊ณ์ ํน์ ๊ตฌ์ฑ ์์๋ฅผ ๊ต์ฒดํ๊ฑฐ๋ ๋ณํ์์ผ ๊ดํฉ์ฑ ์ฑ๋ฅ์ ํฅ์์ํค๋๋ฐ ๋ง์ ๋์์ ์ค ์ ์๋ค.
ํต์ฌ ์กฐ์ ์์ธ PGRL1 ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๊ดํฉ์ฑ์ ํจ์จ์ฑ์ ํฅ์์์ผ ์ ์ด ์กฐ๊ฑด ํ์์ ์๋ฌผ์ ์์จ์ ์ฆ๊ฐ์ํค๊ธฐ ์ํด์ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ ์ฉ๋ ์ ์๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ, ๊ดํํ๊ณ์ ์กฐ์ ๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ์๋ฒฝํ ์ดํด๋ ์๋ฌผ ์ํ๋ ์ฆ๊ฐ, ํ์๊ด ์ ์ง์ ์๋ก์ด ํํ ์ค๊ณ, ํ๊ฒฝ ์นํ์ ์ธ ์๋์ง์์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํ ๋ถ์ ์์ ์์ฑ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ค์ํ ์์ฉ์ ๊ดํฉ์ฑ ๊ณผ์ ์ ์ต์ ํํ ์ ์๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ฐ๋ฐํ๊ธฐ ์ํด์ ๋ฐ๋์ ์ ํ๋์ด์ผ ํ๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ๋ 1์ 3์ผ์๋ก ๊ฒ์ฌ๋์๋ค.
์ถ์ฒ: KISTI ๋ฏธ๋ฆฌ์ ๊ธ๋ก๋ฒ๋ํฅ๋ธ๋ฆฌํ
์๋ฌธ:
http://www.en.uni-muenchen.de/news/newsarchiv/2013/f-m-01-13.html ์ ๊ณต:kisti, ๋ค๋ฅธ๊ธฐ์ฌ๋ณด๊ธฐ๊ธฐ์ฌ๋ฑ๋ก์ผ์ : 2013.01.21 19:13
<์ ์๊ถ์ © ์๋ฎ, ๋ฌด๋จ ์ ์ฌ ๋ฐ ์ฌ๋ฐฐํฌ ๊ธ์ง>
#kisti