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식물에서 높은 농도의 이종단백질 생산방법

전문가 제언: ○ 최근 식물 생물공학을 이용하여 상업적으로 유용한 여러 생리활성 분자들을 생산하여 인간과 동물의 건강을 위한 약제로 사용하고 있다. 형질전환 식물과 식물세포 배양 시스템의 발달은 경제적으로 항체, 항체조각들, 항원과/혹은 백신 항원 결정인자, 대사효소, 호르몬, 펩티드 등의 여러 생리활성 복합체를 생산하게 하였으며 이들은 치료제 혹은 진단수단으로 사용된다. 다시 말하면 이 시스템은 ‘생리활성 분자농장’이 되는 것이다.

○ 식물 바이러스는 동물에서 복재되지 않아 백신전달에 있어서도 동물 바이러스에 근거한 벡터보다 훨씬 안전한 이점이 있다. 식물 바이러스를 전달 매체로 사용하고 형질전환 식물이 이종 단백질을 발현하게 하는 새로운 방법과 발현시스템이 개발되어 식물에서 생의약품을 생산하게 되었다. 이들은 인간과 동물의 암-특정적 단 콜론항체를 만들어 결장직장암과 유방암 치료제로 또 다가 소아백신, 암, HIV 백신 및 탄저병과 천연두의 백신으로 사용될 가능성이 있다.

○ 이종 생물체에서 단백질을 생산하는 개념은 간단하다. 목적은 이 생물체로 하여금 가능한 한 많은 단백질을 생산하게 하는 것이다. 이를 위하여 단백질생산(전사 및 해독)을 하게 하는 프로세스는 높은 수율을 보여야 한다. 단백질로 해독하는 mRNA의 생산량을 최대화고 단백질의 축적을 최대화하기 위하여 단백질의 유전자가 하위세포 위치에 배치된다. 이상적으로 이 유전자가 각 세포에 많이 복제되어 mRNA 양을 증가시키고 많은 단백질을 생산하게 한다.

○ 이를 위하여 유전자와 이의 촉진제가 적당한 벡터에 대개는 세포질에 위치하게 한다. 단백질은 많은 농도가 축적될 때까지 숙주를 해하지 않게 배치되어야 한다. 또 이상적으로 이 단백질은 용해성이 있고 활성형태로 되어있어 생물체의 타 성분, 즉 타 단백질, 지질, 대사물질 및 핵산으로부터 쉽게 분리되어야 한다. 그래야만 이 단백질이 의약이나 그 외의 용도를 사용될 때 단백질의 활성이 방해받지 않게 된다.

저자: Streatfield, SJ; AF Streatfield, Stephen J.
자료유형: 학술정보