■ 연구기관
△벨기에=Department of Plant Systems Biology, Ghent University, Belgium
■ 연구내용
사포닌은 인삼에서 잘 알려진 화합물이지만 사실 쌍자엽 식물은 모두 이 화합물을 가지고 있다. 예로 설탕 보다 당도가 50배 높은 감초의 글리시리진(glycyrrhizin) 역시 사포닌 종류의 하나로 일본에서는 다이어트 용으로 활용하기 위해 많은 연구를 하고 있다.
이처럼 사포닌은 다양한 용도로 활용되고 있는데 귀리의 아베나신(avenacin)은 항박테리아제, 병풀의 아시아티코사이드(asiaticoside)는 피부치료제, 인삼의 진세노사이드(ginsenoside)는 강장제, 시호의 사이코사포닌(saikosaponin)는 해열제 등으로 사용하고 있다.
상업적 이용에도 불구하고 이들 사포닌 생합성 기작은 최근까지도 많은 연구가 진행되었지만 그 기작은 명확하지가 않다.  그 이유는 사포닌 화합물을 완성하기 위해 여러 수산화기와 포도당들이 조합에 의해서 결합되는데 이 결합 반응에 사이토크롬 P450(cytochrome P450)과 당전이효소(glucosyltransfease)가 관여하지만 이들 유전자들은 한 식물에 각각 300개 이상의 유전자로 구성하고 있어 후보 유전자를 선발하는데 어려움이 있어왔다.
최근 대량염기서열분석 기술 발달로 P450 및 당전이효소 후보 유전자 선발이 훨씬 용이해 졌다. 최근 시호(Bupleurm falcatum)로 부터 이들 유전자를 선발하기 위해 사포닌 대사 활성제인 메틸자스모네이트(methyl jasmonate)를 처리 후 활성화되는 1,771 유전자를 선발했다.   
두개의 선발된 P450 유전자를 효모에서 발현하여 최종 산물을 분석한 결과 아래 그림과 같이 시호 사포닌 합성하는 유전자임을 증명하였다. 또한 선발된 당전이효소는 포도당을 결합시키는 효소임을 증명하여 효모에서 대량생산할 수 있는 시스템을 구축하였다.
■ 국내 기술수준과 전망
전 세계적으로 사포닌 합성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있음에도 최근 강원대 최용의 교수팀에서 인삼의 사포닌 관련 P450 유전자를 보고한 바 있지만 국내에서는 매우 미진한 실정이다. 이에 포스트다부처유전체 사업단에서는 도라지를 대상으로 유전체 해독 및 사포닌 대사관련 유전자 기능분석을 추진하고 있다.
■ 참고문헌 및 사이트
● Moses T, Pollier J, Almagro L, Buyst D, Montagu MV, Pedreno MA, Martins JC, Thevelein JM, Goossens A. (2013) Combinatorial biosynthesis of sapogenins and saponins in Saccharomyces cerevisiae using a C-16α hygroxylase from Bupleurum falcatum. PNAS. 111(4):1634-1639

■ 자료제공 : 국립원예특작과학원 약용작물과 농업연구사 김옥태