Matrix metalloproeinase (MMP) 는 생리학상의 과정내에서 배발생이나 조직의 재형성 그리고 상처치유 등과 같은 결정적인 역할을 하고, 그 발현 정도는 대체로 낮은 편이다. 이와 반대로 MMP의 효소활동의 본질로부터 발생되는 동맥경화, 종양내습, 그리고 관절염과 같은 이상 징후의 반응은 많은 병리학적 기형과 관련되어져 있다.
MMP의 실질적인 메카니즘은 악조건의 환경에 대항하는 식물체와 관련되어 있으며, 일반적으로 반응기작에 따라 다르다. 일반적인 첫 번째 신호는 식물체가 병원균을 감지하면서부터 시작된다. 그 신호를 감지한 식물체는 생화학적, 생리적, 형태학상의 일련의 반응을 식물체 내에서 일으키게 된다. 이러한 반응은 국부적일수도 또는 전체적일수도 있다. 살리실산과 자스모산은 방어와 관련된 많은 유전들을 활성화 시키는 중요한 신호물질이다. 이것들은 HR의 하나로써 병원균이 침입한 주위를 둘러싸서 그 주위의 거대한 단백질을 분해시키는 단백질 가수분해 활동을 한다. 이러한 단백질 가수분해 효소는 두 가지 종류의 종자저장 단백질이나 조직노화의 대사작용에 관련되어 있다.
Cys 단백질 가수분해 효소는 동물이 가진 apotosis와 비슷한, Programed cell death (PCD) 에 관련이 있다고 보고되어지고 있다.
이 실험의 목표로서는 MMP 라고 추정되어지는 SLTI114를 클로닝하고 기능적 분석을 하는데 있다. SSH 방법을 통하여 저온에서 발현되는 유전자 중 MMP 의 domain을 가지고 있는 SLTI114유전자를 선별, 그 기능을 조사 하는 실험을 수행하였다.
SLTI114는 1443bp 의 염기서열을 가지고 있으며 ORF의 길이는 1179bp, 아미노산의 개수는 393개로 밝혀졌다. 그리고 기존의 다른 식물체나 종에서 발견된 MMP가 지니고 있는 각 영역(Pre-Pro-Mature)들을 확인할 수 있었다. 이 각각의 영역들은 MMP에 반드시 포함되어있어야 하며 이를 통해 비로소 MMP라고 명명할 수가 있다.
유사성 분석결과 SLTI114는 O.sativa MMP 와 12%, A. thaliana MMP 와 11%, S. tuberosum MMP와 11% 의 유사성을 보였다.
Hydropathy 분석결과 친수성인 것으로 밝혀졌고, 근연관계 분석 결과로는 MMP는 다른 MMP의 세 그룹과 차이가 나는 것을 알 수 있었다.
Northern 실험결과 SLTI114는 저온에선 48시간째 가장 강한 발현을 보였으며 ABA 처리시에는 6시간째 가장 강한 발현양상을 보였다. 또한, Wounding 처리시에는 3시간째 강한 발현을 보이다가 점점 그 양상이 줄어들면서 다시 24시간째부터 다소 강한 발현양상을 보이는 것으로 나타났다.
pET29a Vector를 이용하여 E.coli내에서 overexpression을 시켜 단백질을 추출한 다음 SDS-PAGE를 통하여 단백질을 분석하였다. 이 단백질을 이용 하여 SLTI114가 정확한 MMP인지를 확인하기 위해서 Azocoll을 이용한 활력 분석을 하였다. Azocoll은 MMP 활력분석시 가장 널리 쓰이는 기질로서 분석결과 Control인 vector에서는 거의 활력이 보이지 않았으며 SLTI114번의 각각의 영역(Pre-Pro-Mature)에서는 높은 활력을 보였다.
위의 모든 실험결과 콩에서 추출한 SLTI114유전자가 새로운 기능을 가진 MMP 라는 것을 알 수 있다.