초록 ▼

생체 내에 존재하는 단백질 가수분해효소(protease)들은 세포의 분화, 성장, 사멸 등 거의 모든 생체반응에 중요하게 참여하고 있다. 단백질 가수분해효소는 활성잔기로 세린(serine), 아스팔틱(aspartic), 시스테인(cysteine), 쓰레오닌(threonine) 또는 금속을 이용하는 등 다양하며 전체 단백질 크기, 아미노산 서열 및 그 삼차원 구조도 매우 다양하다. 서열에 의존하여 특이성을 획득하는 단백질 가수분해 군이 있지만, 세포의 주기 등을 관장하는 master 단백질 가수분해효소는 여러 가수분해 효소의 단량체가

생체 내에 존재하는 단백질 가수분해효소(protease)들은 세포의 분화, 성장, 사멸 등 거의 모든 생체반응에 중요하게 참여하고 있다. 단백질 가수분해효소는 활성잔기로 세린(serine), 아스팔틱(aspartic), 시스테인(cysteine), 쓰레오닌(threonine) 또는 금속을 이용하는 등 다양하며 전체 단백질 크기, 아미노산 서열 및 그 삼차원 구조도 매우 다양하다. 서열에 의존하여 특이성을 획득하는 단백질 가수분해 군이 있지만, 세포의 주기 등을 관장하는 master 단백질 가수분해효소는 여러 가수분해 효소의 단량체가 모여서 이루어진 거대 분자이고, 그 대표적인 것이 인체를 비롯한 진핵생명체(eukaryote)의 프로테오좀(proteasome)과 원핵생명체(prokaryote)의 HslVU, ClpAP, ClpXP 등의 가수분해효소 복합체이다 (1). 이들의 가장 큰 특징 중의 하나는 가수분해효소의 활성이 ATP에 의존적이라는 사실이다. 이러한 거대 가수분해효소들은 ATPase 부분이 있고, 중심에 가수분해효소 부분이 따로 존재하여, 가수분해효소의 효소활성이 ATP의 분해에 의한 단백질의 unfolding과 couple되어 있다는 것이다. 또한 ATPase에 연결되어 있는 특정 도메인이나 단백질을 통하여 기질들을 선택적으로 인식하고 unfolding된 단백질만이 통과할 수 있는 가느다란 구멍을 통하여 translocation함으로서 기질들을 아미노산 단위로 분해하게 된다 (2).
국·내외의 많은 연구자들이 진핵생명체의 프로테오좀에 대하여 연구하고 있고 그와 관련된 유비퀴틴(ubiquitin)반응에 의한 기질 인식에 대하여 관심을 가지고 활발히 연구를 진행 중이다 (3,4). 하지만 구조를 통한 프로테오좀 연구에는 샘플의 대량확보 또는 시스템의 복잡성으로 인하여 한계가 있다. 따라서 원핵생명체에 존재하는 프로테오좀 유사체들에 대한 연구 또한 활발히 진행되어 이 분야에 많은 정보가 축적되어 가고 있다 (1,5,6). 원핵생명체 프로테오좀은 여러 종류가 존재하며, 그중 일부는 구조정보가 이미 알려져 있다 (7-10). 그로부터 어느 부분이 기질을 인식하는데 관여할 것인지는 이미 알려져 있다 (11-13). 하지만, 기질과의 복합체의 구조정보가 없기 때문에 어떻게 프로테오좀 유사체들이 그 기질을 인식하는지에 대해서는 아직도 모르는 것이 매우 많다. 여러 프로테오좀 유사체들의 생체내의 기질들이 새로이 속속 밝혀지고 있으므로 이러한 기질들과 프로테오좀의 기질인식부위와의 복합체에 대한 연구는 이러한 궁금중을 해결해 줄 수 있을 것이다 (14,15).

목차 Contents

• 결과 보고서 ... 1
• 차례 ... 2
• I. 연구목적 및 방법 ... 3
• 1. 당초 연구의 목적, 필요성 및 연구목표 ... 3
• 2. 당초 연구 내용, 범위 및 방법 ... 6
• II. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• ▶ TbHslU, TbHslV 유전자의 클로닝 ... 7
• ▶ TbHslU, TbHslV 유전자의 발현과 단백질 정제 ... 9
• ▶ 단백질 결정화 ... 11
• ▶ 단백질 구조분석 ... 13
• III. 연구결과 활용계획 ... 14
• 1. 연구결과 활용계획 ... 14
• 2. 연구성과 ... 15
• IV. 참고문헌 ... 15