Werner AK and Witte CP. (2011) The biochemistry of nitrogen mobilization: purine ring catabolism. Trends in Plant Science 16:381-387
: 곰팡이, 식물 및 미생물을 포함하는 많은 생명체에서는 주위의 환경으로부터 필수영양소를 획득하는 대사 경로가 복잡하게 설계되어 있다. 이러한 필수영양소 중 질소는 주요한 역할을 담당하고 있으며, 그 대사 과정의 많은 결과가 이미 밝혀졌다. 이 총론에서는 질소 대사에 관여하는 대사 과정 중 그 동안 알려지지 않았던 질소의 저장(storage) 및 순환(remobilization) 대사에 관여하는 경로를 생물정보학 및 비교유전체학을 통하여 발굴하였으며, 최근에 발굴된 유전자 및 그 생화학적 특성을 사용하여 식물과 세균에서 사용되고 있는 새롭게 알려진 질소 대사의 공통점 및 차이점을 비교, 설명하고 있다. 최근에 동정된 질소의 저장 및 순환대사는 purine ring에 존재하는 질소를 생명체가 사용할 수 있도록 암모니아 형태로 바꾸는 purine 분해대사 과정이다. 이 과정에는 모든 생명체가 공통적으로 가지고 있는 purine 생합성 과정으로부터 생성된 최종 산물인 inosine monophosphate(IMP)가 산화되어 생성된 요산(uric acid)를 전구체로 사용하여 6개의 효소가 관여하여 연속된 반응을 통하여 4분자의 암모니아를 배출하고 있다. 이 대사 과정의 연구는 다양한 응용성을 제시하고 있다. 첫째, 이러한 유전자들은 병원성 세균이나 곰팡이에도 보존되어 있으나 인간을 포함한 많은 포유류에서는 발견되지 않았기에 병원성 제어의 표적대사로 제시되고 있다. 실제로 최근 일련의 연구들은 병원성 세균에 존재하는 purine 분해대사 효소의 저해제 개발을 목표로 structure-based drug design을 진행하고 있다. 둘째, 식물의 질소 효율 증진을 통한 작물의 형질 개량 표적대사 가능성이다. 현재 이 총론의 저자들은 식물에서 purine 분해대사에 관여하는 효소들의 연구를 통하여 작물의 형질 개량을 목표로 하고 있다. 이 외에도 이 대사의 기질인 요산은 인체에서는 분해되지 않고 축적되어 통풍과 같은 병을 유발하기에 purine 분해 대사에 관여하는 효소들은 통풍 치료에 사용될 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 이와 같이 최근에 동정된 purine 분해 대사는 다양한 응용성을 내포하기에 곰팡이 병원성 제어의 좋은 표적 대사과정으로 작용할 수 있을 것이다.
