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칼슘결합 발광단백질 에쿼린과 그 응용

전문가 제언: ○ 반딧불이, 발광 해파리, 발광 새우, 발광 바다버섯, 그리고 강장동물 등의 발광생물에 의한 발광반응은 발광효소에 의한 루시페린의 산소 첨가에 의한 산화반응으로 이루어진다. 해양성 발광효소에 있는 루시페린은 그 기본골격이 이미다조피라진온 골격을 갖고 있다. 대표적인 화합물은 코엘렌테라진과 시프리디나 루시페린 등이며 50여 종의 유사체가 합성되었다.

○ 생물학적 발광에서 발광효소의 개념을 가진 것이 발광단백질이다. 이 단백질 내에는 이미 발광기질인 루시페린을 포함하고 있다. 대표적인 발광단백질로 칼슘결합형 단백질이 알려져 있다. 기초와 응용연구가 활발하게 진행되어 있는 것이 에쿼린이다. 칼슘이온에 의해 특이하게 발광하는 에퀴린이 분리된 지 45년이 경과되어 이제 본격적으로 그 응용이 개발되고 있다.

○ 발광효소에 의한 코알렌테라진의 발광 메커니즘은 산소첨가에 의해 코알렌테라진의 과산화물 생성으로 시작된다. 다이옥세타논 구조를 경유하여 탈탄산화한다. 그 결과 나타나는 들뜬 코알렌터아마이드 음이온에서 청색발광이 생성된 후 곧 코알렌터아마이드가 형성된다.

○ 에쿼린의 발광현상을 검출하는 방법으로는 세포 내에서의 Ca2+의 검출과 에쿼린의 발광을 시그널로 검출하는 경우가 있다. 면역분석법은 항체를 분자인식의 도구로 하는 항원-항체반응에 의한 표적분자를 검출하는 방법으로, 임상검사와 진단분야 등에서 널리 사용되고 있다.

○ 생물발광 관련 유전자에 관한 연구가 진행되어 발광기질과 그 유도체의 합성 기술, 변형 효소의 제조, 그리고 정제 기술도 개발되고 있다. 리뷰에서 소개한 발광단백질 에쿼린은 그 한 예이며 어느 영역에 어떠한 생물발광 계통에 적용할 것인가는 앞으로의 과제이다.

저자: Inouye, S,
자료유형: 학술정보