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과산화효소를 포함한 처리 헴의 Raman 분광법연구 15년 - 무엇을 배웠나?

전문가 제언: ○ Smith는 올리고뉴클레오티드-기초 특이자리-배향 돌연변이의 확인과 단백질연구를 위한 그 돌연변이의 개발에 대한 공헌으로 화학노벨상을 받았다. 특이자리-배향 돌연변이의 기술개발은 유전자의 DNA 서열을 지정된 방식으로 변경되게 한다. 그의 CCP 유전자의 분리와 서열결정은 공명 Raman(RR) 분광법과 함께 돌연변이를 사용한 단백질의 구조-기능연구에 문호가 개방되었다. 어떤 과산화효소에 대해 처음 얻어진 CCP의 X-선 구조의 이용도는 더욱이 의미심장한 돌연변이실험의 디자인을 허용한다. RR 분광법은 헴 단백질을 연구하기 위하여 광범위하게 응용된다.

○ 여러 가지 헴 과산화효소와 선택된 돌연변이체 전자흡수와 RR 스펙트럼으로부터 얻어진 결과들은 효소의 기능성과 안정성에 관한 정보를 제공하는 주된 아미노산에 의해 활성자리의 부근에서 단백질 설계에 나타나는 영향력에 통찰력을 주며, RR 분광학적 기법은 생리적인 조건에서 과산화효소기능의 이해에 기본이 된다. 일반적으로 H-결합은 단백질 또는 헴에서 그 결합 구조 또는 기들의 배열배향과 생리적 성능에 중요한 역할을 한다. 그 분광법은 헴 과산화효소의 보통 특성은 말단과 중심위치 쪽 H-결합 짝-지움의 광범한 그물 구조를 가지며, 5번째와 6번째 배위자리에 영향을 주는 헴 리간드 결합에 강한 영향력을 미친다.

○ 헴 중심의 Fe2+는 4개 N원자와 배위되었고, 5번째 배위자리에 글로빈이 배위되고 6번째 배위자리에 물이 배위되면 헤모글로빈이며 그 물이 산소로 치환되면 산소-헤모글로빈이다. 호흡에 의한 산소헤모글로빈은 모세관혈관에 전달되어 산소와 CO2가 교환되어 신진대사가 되는데, CO는 O2보다 헤모글로빈에 친화력이 월등하게 커서 CO-헤모글로빈은 호흡작용을 중지시켜 일정량을 넘으면 근육이 마비되고 심하면 사망하게 된다. 여러 가지 헴-과산화효소들과 선택된 돌연변이체들의 RR 분광법 연구는 그 효소들의 기능성과 안정성에 의한 많은 생화학적 문제들과 생리적인 문제들을 해결하는 산업화에 적용이 기대된다.

저자: Smulevich, G; Feis, A; Howes, BD
자료유형: 학술정보