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두개의 회전분자 모터 단백질: V-ATPase와 F0F1의 공통성과 다양성

전문가 제언: ○ 생물계에는 활동하는 것을 목적으로 하거나 활동에 의해 기능을 발휘하는 단백질이 많이 있다. 예를 들면 근육 단백질인 미오신은 액틴 섬유상을 이동하여 근원선유(筋原線維)를 수축시킴으로서 힘을 발생시킨다. 이러한 단백질은 ATP의 가수분해 에너지를 사용하여 직선적으로 움직임으로 린이어 모터 단백질이라고도 한다. 한편 회전하는 모터도 있는데 이의 예를 보면 세균 형질막 내외에 형성된 프로톤에 의해 회전하는 편모 모터도 있다. 이것은 이미 30년 전에 ATP 합성효소인 FoF1이 작동하는 회전분자 모터라는 것을 알았다.

○ V-ATPase와 FoF1(F-ATPase)는 회전촉매 기구를 갖고 있는 초분자 복합체 막 단백질로서 ATP의 가수분해와 막을 매개로하여 전기화학적 에너지 변환을 한다. 그리고 V-ATPase와 FoF1은 진화적·구조적·기능적면에서 아주 닮은 단백질로 알려져 있다. 그러나 최근의 연구진전에 따라 1분자 계측에 대한 회전해석과 X선 구조해석에서는 양쪽이 공통성이 있는 베이스를 하고 있으면서 구조와 기능면에서는 많이 다른 성질을 갖고 있는 분자라는 것이 확인되었다.

○ 이 글의 F1 촉매기구에서 관찰 되고 있는 현상은 ATP 구동성 회전에 있어 필수적인 것이라고는 할 수 없으나, 다른 회전분자 모터인 V1의 회전 기구를 조사하는 것은 ATP 구동성 회전분자 모터의 메커니즘을 알아내는데 필요하다. 그리고 V-ATPase나 VoF1이 왜 회전되고 있는지, 또는 P-type ATPase나 Complex I 등은 회전하지 않아도 이온 펌프로서 잘 작동하고 있는지, 무언가 이유가 있어서 생물은 회전촉매기구를 만들었다고 생각된다. 이의 의문을 풀기 위해서는 앞으로 회전분자 모터의 메커니즘을 규명할 필요가 있다.

저자: Hiromi Imamura, Ken Yokoyama
자료유형: 학술정보