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단백질 변화 유도: 돌연변이 라이브러리의 복합성을 조합으로 관리하는 전략

전문가 제언: ○ 게놈믹스와 프로테오믹스의 시대의 기술발전으로 방대한 자연계의 생물다양성로부터 새로운 유용 유전자를 발굴하고 이를 활용하려는 연구 또한 비약적으로 발전하고 있다. 초고속 발현, 기능분석, 단백질 간의 상호작용 다양한 데이터베이스를 구축하는 일, 그리고 찾은 유전자와 새로운 유전자와 단백질을 산업적으로 응용할 수 있도록 빠른 시간 내에 최적화시키는 것도 매우 중요하게 되었다.

○ 그 중에는 분자수준의 단백질의 진화기술(directed protein evolution)이 있다. 지금의 단백질 선별기술을 이용해서 어떻게 단백질서열공간을 효과적으로 조사하고 질 높은 돌연변이 라이브러리를 만들어서 변이체를 찾아내느냐는 단백질의 진화실험의 중요한 과제이다. 질 높은 돌연변이 라이브러리는 진전된 무작위 돌연변이 생성기술로 컴퓨터계산을 통해 무리하게 많은 잔기가 만들어지는 것을 막아 높은 확률의 성공을 거둘 수 있다.

○ 이 논문에서는 돌연변이 라이브러리의 설계와 컴퓨터를 도구로 다양성을 만들어내는 데 초점을 두고 유도된 단백질의 진화를 실험자의 견지에서 요약 검토하고 있다.

○ 자연계에서 발굴한 유전자원을 실제 목적에 바로 이용하기에는 여러 가지 제약이 따르는 경우가 많다. 그래서 과거에는 탐색한 효소에 적합하도록 공정을 개선하거나 처음부터 새로운 효소를 탐색하는 경우가 많았다. 하지만 방대한 생물다양성으로부터 신규 효소 유전자원을 쉽게 탐색할 수 있고, 이들 유전자원으로부터 원하는 활성을 갖도록 분자수준에서 유도하고 라이브러리를 통해 단백질 또는 생명체를 우리가 원하는 특성을 갖도록 초고속으로 개량하고자 한다.

○ 이러한 개념은 80년대에 이미 소개되었으며, PCR을 행할 때 착오를 유발되도록 하는 error-prone PCR을 이용한 단백질 개량 시도가 있었고 90년대에 DNA shuffling 기술이나 combinatorial chimera를 이용한 제조기술은 돌연변이 유도의 좋은 예가 되리라 본다.

저자: Wong, TS; Roccatano, D; Schwaneberg, U; AF Wong, Tuck Seng; Roccatano, Danilo; Schwaneberg, Ulrich
자료유형: 학술정보