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대장균 막 내재성 단백질의 막 삽입기구

전문가 제언: ○ 막 단백질은 일반적으로 외재성 단백질과 내재성 단백질의 2가지 형태가 있다. 내재성 단백질은 인지질 2중층 내부에 삽입되어 있으며 인지질 2중층을 관통할 수 있을 만큼 충분히 긴 20~24개 정도의 아미노산으로 구성되어 있다.

○ 막 내재성 단백질은 대장균에서는 1,000종 정도의 존재가 예측되며 대장균 게놈에 code되어 있다고 생각되는 전 단백질의 약 1/4에 이른다. 이들 중에는 그 기능이 불분명한 것이 많이 있다. 포스트 게놈의 proteomics 해석에서도 막 단백질의 기능해석은 중요한 과제이다. 막 단백질은 막에 정확히 삽입되고부터 그의 기능이 발현한다.

– 따라서 막 단백질이 막 삽입되는 분자기구의 해명은 세포생물학적으로 가장 중요한 과제의 하나일 뿐만 아니라 기능미지의 막 단백질의 기능해석이라는 견지에서도 해명이 요망되는 과제다.

○ 분비 단백질의 막 투과기구가 상세하게 확인된데 대하여 막 단백질의 막 삽입기구에 대해서는 불분명한 점이 많고 통일적인 이해에는 이르지 못하였다. 하나하나의 막 단백질에서 막 삽입에 필요한 인자가 다른 경우가 있기 때문이다.

○ 대장균의 단백질 막 삽입기구는 막 삽입에 관여하는 인자의 변이주 해석이나 막 삽입반응의 in vitro 실험실 시스템·재구성 시스템의 발전에 의해 많은 지식이 확인되었으나 하나하나의 막 단백질에 따른 인자의 요건이 다르기 때문에 통일적인 막 삽입기구의 이해에는 이르지 못하였다.

○ Nishiyama 등은 diacylglycerol에 의해 자발적 막 삽입이 억제되는 것을 발견하고 또 막 삽입에 관여하는 인자를 발견·정제하였다. 그 결과, 정제인자만에 의한 in vivo에서의 의존성을 바르게 반영한 막 삽입반응의 재구성 시스템의 구축에 성공하였다. 본 총설에서는 막 삽입기구의 분자기구에 대하여 개설하고 기능적 막 단백질의 in vivo 대량합성에의 응용 가능성에 대하여도 논의하였다. 단백질과학의 발전이 생명현상의 이해로 이어지기를 기대한다.

저자: Ken-ichi Nishiyama
자료유형: 학술정보