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구조가 밝혀진 이황화결합의 형성기구

전문가 제언: ○ 이황화결합 형성을 동반하는 단백질의 접힘은 적절한 산화 환원조건 하에서 자발적으로 진행하는 것으로 나타났으나 세포 가운데는 이 반응이 더욱 신속하고 정확하게 진행되도록 이황화결합 효소나 이황화 이성질화효소 몇 개가 존재한다는 사실이 밝혀졌으며, 특히 1990년대에 들어 대장균이나 출아효모 등에서 이황화결합 형성에 관여하는 인자가 계속 발견되었다.

○ 대장균에서는 이황화결합은 주로 페리플라즘(내막과 외막과의 사이 공간)에서 형성되며 페리플라즘에는 이황화결합효소로서 DsbA가 존재하는데, 기질을 산화하여 환원형이 된 DsbA는 내막 단백질 DsbB에 의해 산화된다. DsbB가 받은 전자는 호흡 고리성분인 유비퀴논에 이전되고 최종적으로 유비퀴놀 산화효소를 매개로 하여 산소가 전자수용체가 된다.

○ 최근 구조생물학의 발전에 따라 대장균 이황화결합 도입효소인 DsbA, 이황화결합 이성질화효소 DsbC 등의 구조가 밝혀지고 있으나 막 내재성 효소인 DsbB의 분자기구의 구조는 불명확한 상태에 있었는데, 필자 등은 최근 DsbB의 결정구조를 DsbA와의 복합체 상태에서 해석하는 데 성공하였으며, 이 결과 DsbB에 의해 이황화결합이 형성되고 이 이황화결합이 하류의 DsbA로 이전하는 분자기구의 상세한 내용이 명백하게 되었다.

○ 본 연구 성과로 단백질이 올바르게 안정된 입체구조가 되는 데 중요한 이황화 가교가 어떠한 분자 기구로 만들어지는지 전모가 해명되었으며 유용한 단백질에는 이황화 가교를 가진 것이 많아, 이 연구는 이들의 생산기술 기반뿐 아니라 고등 생물의 세포의 소포체 내에 있어 같은 기능을 담당하는 효소시스템의 구조 해명 등에 광범위한 파급효과를 가질 것으로 기대되는 연구로서 이후에도 세포생물학, 생화학, 구조생물학 등 다각적인 어프로치로 개척해야 할 중요과제 중의 하나가 될 것이다.

저자: Kenji Inaba, Koreaki Ito
자료유형: 학술정보