피코사이아노빌린
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1. 개요
피코사이아노빌린은 5-아미노레불린산에서 시작하여 여러 단계를 거쳐 생합성되는 색소이다. 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠으로 전환된 후, 선형 테트라피롤, 유로포르피리노젠 III, 헴, 빌리베르딘 IX α를 거쳐 피코사이아노빌린으로 최종 환원된다. 피코사이아노빌린은 광합성, 건강기능식품 및 천연 색소로 활용된다.
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작한다.[6][3] 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다.[5][2] 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 IX α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코시아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.[6][3]
2. 생합성 경로
2. 1. 5-아미노레불린산으로부터 포르포빌리노젠 합성
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작된다.[6][3] 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다.[5][2] 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.[6][3]
2. 2. 포르포빌리노젠으로부터 선형 테트라피롤 합성
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작된다.[6][3] 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다.[5][2] 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다.[6][3] 테트라피롤은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 유로포르피리노젠 III로 전환된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.[6][3]
2. 3. 선형 테트라피롤로부터 유로포르피리노젠 III 합성
5-아미노레불린산(5-ALA) 두 분자는 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다.[5][2] 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 유로포르피리노젠 III 생성효소는 테트라피롤을 완성하여 거대 고리 유로포르피리노젠 III를 생성한다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 의해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.[6][3]
2. 4. 유로포르피리노젠 III로부터 헴 합성
5-아미노레불린산(5-ALA) 두 분자는 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다.[5][2] 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.[6][3]
2. 5. 헴으로부터 빌리베르딘 IX α 합성
5-아미노레불린산(5-ALA) 두 분자는 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다.[5][2] 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 의해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.[6][3]
2. 6. 빌리베르딘 IX α로부터 피코사이아노빌린 합성
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작된다.[6][3] 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다.[5][2] 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 의해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 IX α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.[6][3]
3. 피코사이아노빌린의 기능 및 활용
3. 1. 광합성에서의 역할
3. 2. 건강기능식품 및 천연 색소로서의 활용
4. 한국에서의 연구 동향
참조
[1]
논문
Stabilization of Human Serum Albumin by the Binding of Phycocyanobilin, a Bioactive Chromophore of Blue-Green Alga Spirulina: Molecular Dynamics and Experimental Study
2016-12-13
[2]
서적
Chapter 11 - Tetrapyrrole Compounds of Cyanobacteria
https://www.scienced[...]
Elsevier
2023-06-08
[3]
논문
New trends in photobiology biosynthesis of phycobilins. Formation of the chromophore of phytochrome, phycocyanin and phycoerythrin
https://dx.doi.org/1[...]
2023-07-10
[4]
논문
Stabilization of Human Serum Albumin by the Binding of Phycocyanobilin, a Bioactive Chromophore of Blue-Green Alga Spirulina: Molecular Dynamics and Experimental Study
2016-12-13
[5]
서적
Chapter 11 - Tetrapyrrole Compounds of Cyanobacteria
https://www.scienced[...]
Elsevier
2023-06-08
[6]
논문
New trends in photobiology biosynthesis of phycobilins. Formation of the chromophore of phytochrome, phycocyanin and phycoerythrin
https://dx.doi.org/1[...]
1990-04-01
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