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천연변성상태의 단백질과 조우복합체

전문가 제언: ○ 우리 몸의 근육, 연골, 피부 등을 이루고 있는 단백질은 인체의 생리적인 작용에서 가장 중요한 성분으로 특히 영양학적인 측면에서 보면 탄수화물이나 지방과는 다른 의미를 갖는다. 더욱이 이 단백질만은 유일하게 핵 내 DNA 정보에 의해 아미노산으로부터 합성되어 체내에서 필요에 따라 단백질구조를 형성하게 된다.

○ 단백질의 기능해석은 단백질결정의 구조분석을 통해 가능하기 때문에 결정제조와 분석에 대한 기술발전은 이 분야의 가장 핵심이 되는 목표가 된다. 따라서 단백질의 구조예측과 접힘 메커니즘을 이해하기 위해 현재 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다.

○ 생체 내에서 대부분의 단백질분자들은 각각 알맞은 형태로 신속하게 접힘이 이루어져야 하는데 접힘이 잘못되거나 접혀지지 않은 단백질을 없애는 데 많은 에너지를 소비하게 된다. 그러나 이러한 접힘을 올바르고 신속하게 하는 것이 ATPase활성을 가진 샤프론(chaperone)과 샤프로닌(chaperonin)의 기능이다. 시험관 내에서는 이러한 샤프론이 없기 때문에 생체 내에서처럼 접힘이 이루어지지 않고 가라앉는다.

○ 그러나 진핵생물의 단백질 중에는 천연상태에서 특정한 입체구조를 가지고 있지 않음에도 불구하고 표적을 선택적으로 인식하여 입체구조를 가진 것처럼 작용하는 단백질도 많이 존재한다. 이러한 현상을 해석하기 위해 NMR을 이용하여 유리상태와 결합상태 간에는 약한 상호작용에 의해 조우복합체와 접힘 중간체가 존재함을 확인하였다.

○ 이와 같이 단백질의 구조와 기능의 상관관계를 규명하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으나 이를 시험관 내에서 진행할 수 없기 때문에 NMR 등을 이용하여 in vivo 상태에서 실험을 하거나 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하고 있다. 앞으로 이의 효율적인 연구가 진행될 수 있도록 샤프론과 또한 새로운 생체 내 작용인자들을 발견하여 in vitro나 무세포계 상태에서 연구가 가능하게 되도록 국내 학계가 주도해 주기를 기대한다.

저자: Kenji Sugase
자료유형: 학술정보