보고서 정보
주관연구기관 |
부산대학교 Busan National University |
연구책임자 |
임운기
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2004-05 |
과제시작연도 |
2003 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국학술진흥재단 Korea Research Foundation |
등록번호 |
TRKO200800067939 |
과제고유번호 |
1350015237 |
사업명 |
지역대학우수과학자지원 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
단백질 접힘.안정도.트립토판 합성효소.중간구조체.잔기치환체.티로신.protein folding.stability.tryptophan synthase.folding intermediate.residue substitution.tyrosine.
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초록
▼
대장균 트립토판 합성효소 알파 소단위체 단백질 접힘과정에 나타나는 중간구조체
의 특성를 조사하였다. 이에 대해 현재 4가지 모델이 제안되어 있다. 본 연구에서는
형광 성질의 변화가 일어난 잔기 치환체를 활용하여 4가지 모델에 대한 타당성을 살
펴보고자 하였다.
대장균 트립토판 합성효소 알파 소단위체를 사용하여 단백질의 접힘 기작을 연구하
였다. 7개의 티로신 잔기가 각기 페닐알라닌으로 치환된 잔기 치환체를 활용하였다.
4, 102, 115, 169, 173, 175, 203번 자리의 7가지 티로신 치
대장균 트립토판 합성효소 알파 소단위체 단백질 접힘과정에 나타나는 중간구조체
의 특성를 조사하였다. 이에 대해 현재 4가지 모델이 제안되어 있다. 본 연구에서는
형광 성질의 변화가 일어난 잔기 치환체를 활용하여 4가지 모델에 대한 타당성을 살
펴보고자 하였다.
대장균 트립토판 합성효소 알파 소단위체를 사용하여 단백질의 접힘 기작을 연구하
였다. 7개의 티로신 잔기가 각기 페닐알라닌으로 치환된 잔기 치환체를 활용하였다.
4, 102, 115, 169, 173, 175, 203번 자리의 7가지 티로신 치환 단백질의 요소농도에 따
른 평형성질을 형광, CD, 자외선흡광도 등으로 조사하였다. 169, 203 자리 잔기치환
체는 측정 방법에 관계없이 데이터가 일치하였다. 다른 나머지는 측정방법에 따라 상
이한 결과를 보여주었다. 이는 형광원인 티로신이 치환되고 또한 잔기치환에 따른
구조 안정도에의 영향으로 나누어서 살펴볼 수 있다. 이의 분석결과 40% 형광을 차
지하는 4, 115번, 나머지 20% 형광을 차지하는 173+175번 자리는 각각 2, 2,7, 2.5 M
요소 에서 풀리기 시작하고, 3, 5, 3.2 M 요소에서 완전히 풀리는 것으로 추정되었다.
따라서 이들 잔기들이 요소 농도에 따라 서로 다른 구조를 하고 있음을 시사한다.
또한 4번과 (173+175) 잔기는 요소 1 M이내에서 구조가 변하는 데 비해, 115번 잔기
는 2 M 요소 이상의 농도에서 변화를 보이고 있다. 또한 이러한 중간 구조체의 안
정도에는 알파1과 알파2 도메인이 서로 영향을 주는 것으로 보아 구조적으로 연계
즉, 서로 상호작용하는 구조인 것을 알 수 있다. 풀림(unfolding) 및 재접힘
(refolding) kinetics를 조사한 결과 Y173F와 Y173F/F258W는 단일 또는 이중 상
(phase)이 있음을 보여주었다. 각각은 야생형에 비해 풀림은 0 M 요소에서 46, 15배
느려졌고, 재접힘은 둘 다 약 14배 빨라졌다. 활성화 에너지가 약 1.6-2.3 kcal/mol
변화하였다. 본 연구 결과는 이 단백질의 접힘 중간구조체가 앙상블 구조를 하고 있
다는 모델을 지지해 주고 있다.
중간구조체는 풀린 구조와 마찬가지로 매우 여러 다양한 구조로 이루어져 있다고
보는 것이 더 타당함을 알 수 있었다. 4번 잔기가 TIM barrel의 밑부분을 이루는 알
파나선구조에 존재함으로 docking의 최종적인 구조형성 단계에서 이 알파나선구조가
관여하고 있음을 시사하고 있다. (본 연구결과는 저명한 국제 학술지에 투고할 예정
임)
Abstract
▼
Folding intermediate(s) appears during the folding process of E. coli tryptophan
synthase α-subunit. Four models have been suggested in regard to the
intermediate structure. In this study, mutant proteins in which 7 Tyrs were
replaced with Phe were characterized for their folding properties
Folding intermediate(s) appears during the folding process of E. coli tryptophan
synthase α-subunit. Four models have been suggested in regard to the
intermediate structure. In this study, mutant proteins in which 7 Tyrs were
replaced with Phe were characterized for their folding properties to gain deeper
understanding about the intermediate.
Here folding mechanism of E. coli tryptophan synthase α-subunit was studied
using the mutant proteins in which Tyr at 4, 102, 115, 169, 173 or 203 was
replaced with Phe. Urea-induced equilibrium study with monitoring of UV
absorbance, CD, and fluorescence intensity showed two different groups. Mutants
at 169 and 203 resulted in coincidence among the measured methods. However,
the others showed discrepancy depending on monitoring measurement. This could
be ascribed to the removal of Tyr as fluorescence source and/or its effect on
stability of structure. The result suggests that residues 4, 115, and (173+175)
may start to unfold at 2, 2.7, and 2.5 M urea, respectively, and come to
completion at 3, 5, and 3.2 M urea. These residues behave differently during the
unfolding course of this protein. The residues 4 and (173+175) experience
changes within 1 M urea, whereas the residue 115 changes over more than 2 M
urea concentration range. In addition, it appears that α1 and α2 domains may
interact in the intermediate structure. Unfolding and refolding kinetics study with
Y173F and Y173F/F258W showed single or double exponential phases. Their
major unfolding step was 46 and 15 times, respectively, slower than that of the
wild-type, and their refolding was ~14 times faster. The activation energy in
the transition state was changed at~1.6-2.3 kcal/mol. Taken together, the
present result suggests that the intermediates of the protein may be composed of
ensemble structures.
The major result is that the folding intermediate of this protein consists of
many heterologous structures. In addition, it is suggested that α helix located at
the bottom of TIM barrel may be critical in the final docking stage of this
protein, considering that residue 4 is located at such a helix. (The manuscript is
in preparation for submission to a famous international journal.)
목차 Contents
- Ⅰ. 연구계획 요약문...3
- 1. 국문요약문...3
- Ⅱ. 연구결과 요약문...4
- 1. 국문요약문...4
- 2. 영문요약문...5
- Ⅲ. 연구내용...6
- 1. 서론...6
- 2. 연구방법 및 이론...9
- 3. 결과 및 고찰...11
- 4. 결론...18
- 5. 인용문헌...19
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