수목의 단백질은 여러 개의 아미노산이 펩티드 결합을 통해 형성된 화합물로, 수목의 생리 대사에서 핵심적인 역할을 담당합니다. 수목 생장에 있어 필수적인 단백질의 종류와 기능은 다음과 같습니다.
- 원형질 및 세포막 구성: 단백질은 원형질의 주요 구성성분이며, 세포막에 존재하여 선택적 흡수 기능을 수행합니다. 엽록체 내에서는 단백질이 엽록소 및 카로티노이드와 결합하여 광에너지를 효율적으로 수집하도록 돕습니다.
- 효소(Enzyme) 기능: 모든 효소는 단백질로 구성됩니다. 특히 잎에 들어 있는 총단백질의 $1/8 \sim 1/4$을 차지하는 루비스코(Rubisco) 효소는 광합성 시 $\text{CO}_2$를 고정하는 핵심 역할을 합니다.
- 에너지 저장: 주로 종자 내에서 발견되며, 분자량이 $20\text{만} \sim 40\text{만 Da}$에 이르는 저장 단백질 형태로 존재하여 발아 시 에너지를 공급합니다.
- 전자전달 매개체: 광합성과 호흡 작용에서 전자를 전달하는 시토크롬(Cytochrome)과 광합성 전자전달에 관여하는 페레독신(Ferredoxin) 등이 대표적입니다.
- 스트레스 방어 단백질:
- 열충격 단백질(HSP): 고온 스트레스 발생 시 30분 이내에 합성되어 변성된 단백질을 수선하거나 분해하는 역할을 합니다.
- 동결방지 단백질(AFP): 저온 순화 과정에서 합성되어 세포벽과 세포간극의 얼음 결정이 커지는 것을 방지합니다.
- PR 단백질(Pathogenesis-related protein): 병원균 침입 시 살리실산의 유도로 합성되어 박테리아나 곰팡이의 세포벽을 분해합니다.
수목은 동물과 달리 단백질 합성에 필요한 모든 필수아미노산을 자체적으로 합성할 수 있으며, 이를 위해 뿌리를 통해 무기질소(질산태 $\text{NO}_3^-$ 또는 암모늄태 $\text{NH}_4^+$)를 흡수하여 동화 작용을 거칩니다.