초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
인산화세린을 포함한 인산화 아미노산이 효소의 핵심 촉매 자리인 세작용기 (catalytic triad)의 한 요소를 담당할 수 있는지 가능성을 탐구해본다.

○ 전체 내용
단백질 분해효소와 같은 많은 효소들의 활성 자리에서는 세작용기 촉매(catalytic triad)라고 불리는 아미노산들의 배치가 나타난다. 예를 들어 트립신에선 세린 / 히스티딘 / 아스파르트산이 일정 거리를 두고 배치되어 있으며, 이 세 아미노산이 각각 친핵체 / 염기 / 산의 역할을 수행할 때

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
인산화세린을 포함한 인산화 아미노산이 효소의 핵심 촉매 자리인 세작용기 (catalytic triad)의 한 요소를 담당할 수 있는지 가능성을 탐구해본다.

○ 전체 내용
단백질 분해효소와 같은 많은 효소들의 활성 자리에서는 세작용기 촉매(catalytic triad)라고 불리는 아미노산들의 배치가 나타난다. 예를 들어 트립신에선 세린 / 히스티딘 / 아스파르트산이 일정 거리를 두고 배치되어 있으며, 이 세 아미노산이 각각 친핵체 / 염기 / 산의 역할을 수행할 때 비로소 효소는 온전한 촉매로써 기능할 수 있게 된다. 보통 산의 역할을 수행하는 아미노산은 아스파르트산, 글루탐산이 있다. 단백질 인산화는 세포 내의 대표적인 신호 전달 기작 중 하나로, 많은 생화학자들은 이러한 인산화의 기능을 밝히기 위해 기존의 인산화세린 위치에 음전하를 띄는 아스파르트산이나 글루탐산을 도입하여 인산화세린의 역할을 모방하곤 했다. 여기서 착안하여, 반대로 기존에 알려진 세작용기 촉매의 산 역할을 아스파르트산이나 글루탐산이 아닌 인산화세린이 수행할 수 있을지 다양한 방법으로 탐구를 수행하였다.

□ 연구개발성과
데이터베이스 탐색으로부터 인산화로 기작이 조절된다고 판단되는 인간 단백질 분해 효소 후보를 추릴 수 있었다. 또 인산화세린이 도입된 단백질 분해효소가 일부나마 작동함을 확인하여 인산화세린이 세작용기 촉매의 일원으로 일반 염기 촉매 역할을 수행할 수 있음을 확인할 수 있었다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
인산화에 의해 그 기능이 조절되는 효소들은 상당수 알려져 있지만, 대부분 기질과의 결합력에 영향을 주는 변형이며 인산화된 아미노산이 직접 촉매 작용을 담당하는 사례는 학계에 보고된 바 없다. 인산기는 그동안 정전기적 상호작용을 통해 간접적으로 효소의 구조를 바꾸거나 기질로서 효소 반응에 수동적으로 참여하는 기작만 알려져 왔으며, 인산기의 브뢴스테드 염기로서의 촉매 기능은 한번도 연구된 바 없다. 또한 기존의 효소의 아미노산을 다른 것으로 치환하여 효소의 성능을 개량하거나 그 원리를 규명하는 연구들은 많이 이뤄져왔지만, 비정규 아미노산인 인산화세린을 활성 자리에 도입한 연구는 없었다는 점에서 본 연구의 독창성을 주장하고자 한다. 인산화 아미노산 잔기가 효소의 촉매 작용에 핵심적인 역할을 수행하는 기작이 밝혀질 경우 기타 번역 후 변형 과정에 의한 효소들의 활성 조절에 대한 새로운 연구 분야를 개척할 수 있을 것이라 기대된다. 또한 인산화세린의 도입 여부에 따른 효소의 활성을 측정한다면 해당 효소의 작동 기작과 수소결합의 작동 기작을 좀 더 다층적으로 연구할 수 있는 길이 열릴 것이다. 이러한 효소들의 세작용기 촉매작용은 일반 유기 소분자 촉매의 설계에 있어서도 큰 도움을 줄 수 있으며, 인산기가 도입된 새로운 촉매 개발의 가능성을 확인시켜 줄 수 있을 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 10
• 1) 연구수행 결과 ... 10
• 2) 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 16
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 16
• 2) 자체 보완활동 ... 16
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 16
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 16
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 끝페이지 ... 18