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식물의 villin/gelsolin/fragmin 단백질 superfamily

전문가 제언: ○ 액틴은 약 42kDa 크기를 가진 구상(球狀) 단백질로 모든 진핵세포에 존재하며, 세포에서 비교적 높은 농도(100μM 이상)를 유지하고 세포 총 단백질의 5~10%를 차지하는 세포에 풍부하게 퍼져 있는 단백질이다. 이 단백질은 세포 내 많은 종류의 다른 단백질들과 상호작용 하기 때문에 진화과정에서 가장 잘 보존된 단백질 중 하나이다. 사람과 단세포생물 효모(yeast) 사이에, 유전자 수준에서 80%의 서열이 보존되어 있고 단백질의 1차 구조 수준에서 95%가 보존되어 있다.

○ 액틴 단량체를 G(globular)-actin이라 부르는데 각각은 머리와 꼬리가 서로 상호 작용하는 2개의 단단한 결합부위를 각각 가지고 있어, 액틴 단량체 하나가 2개의 액틴 단량체를 머리와 꼬리에 붙인 3합체(trimer)를 형성하고, 이 3합체의 양쪽 끝에 단량체를 하나씩 붙여나가 길이가 긴 액틴의 미세섬유를 형성한다. 이를 F(filamentous)-actin이라 부른다. 각각의 단량체는 미세섬유구조에서 166o 회전되어 미세섬유는 이중가닥 나선의 모양을 한다. 미세섬유는 직경이 7nm이고 매 37nm마다 나선의 고리가 반복되는 구조를 갖는다.

○ 액틴 미세섬유에서 모든 단량체는 같은 방향으로 향해있어 모든 미세섬유는 양쪽 끝이 서로 다른 극성(polarity)을 띠운다. 한쪽 끝이 미늘모양(barbed) 또는 플러스 끝이면, 반대쪽은 뾰족한(pointed) 또는 마이너스 끝이다. 양쪽 끝에서 액틴 미세구조의 성장 속도가 다르다. 플러스 끝에서는 단량체의 결합이 마이너스 끝보다 5~10배 빠르게 일어난다. 중합반응은 단량체의 미세구조 끝으로 향한 결합과 끝에서 단량체의 해리의 가역반응(각각의 평형상수를 갖는)의 평형결과이다.

○ Villin/gelsolin/fragmin은 액틴결합단백질(ABP, Actin-Binding Protein) 그룹의 멤버이다. 이들은 액틴의 미세섬유구조 및 기능에 관여하는 여러 단백질들을 포함한다. 이 리뷰는 식물에서 이들 단백질의 유전학, 조절작용을 다루었다. 액틴 세포골격과 ABP는 동물과 식물에서 작용이 근본적으로 비슷하지만 완전히 동일하지는 않다. 동물세포에 없고 식물에만 있는 액틴이 관여하는 특유한 세포과정(예, 원형질유동)도 있다.

저자: Su, H; Wang, T; Dong, HJ; Ren, HY; AF Su, Hui; Wang, Ting; Dong, Huaijian; Ren, Haiyun
자료유형: 학술정보