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  1. 2011.08.20 세포의 수문장 세포막단백질 발굴

세포는 생명의 기능적 단위이며 생노병사의 비밀을 간직하고 있다.

인간을 구성하는 약 10조개의 세포들은 끊임없이 외부의 신호를 감지하여 세포가 반응하며 세포의 신진대사를 유지하기 위하여 각종 이온물질들을 세포 안팎으로 수송한다.
또한, 영양물질을 흡수하며 노폐물을 포함한 독성물질은 계속해서 세포 밖으로 배출한다.
  
이러한 세포들의 능동적인 행동은 바로 세포막상에 존재하는 세포막단백질에 의해 이루어지는데, 세포막단백질의 종류는 수용체, 이온채널, 트랜스포터 그리고 효소 등이 있다.

세포막단백질은 인지질막에 박혀있으며 막관통 도메인을 1개에서 최대 33개까지 가지고 있기 때문에 물에 녹지 않는 소수성을 띄고 있어  분석하기가 매우 어렵다.

현재 알려진 막단백질 구조는 약 200개 정도로서 전체 밝혀진 단백질 구조의 0.4%정도에 지나지 않을 뿐 아니라 5539개 정도로 예측되고 있는 인간 막단백질의 발굴과 기능이 알려진 것은 1천개 미만이다.

따라서 효과적인 막단백질 발굴방법의 개발은 질환의 마커가 될 수 있는 막단백질 개발에 필수적이며 약물표적으로서의 산업화에 적용할 수 있다.

세포막 성질을 이용한 단백질-단백질 결합 분석장비, LSM710-FCS

한국기초과학지원연구원은 이러한 목적에 부합하고자 '세포막단백질 분석기술개발 사업'을 Top Brand Project로 시작하였다.

현재 생명과학연구부는 세포막단백질을 효과적으로 발굴할 수 있는 화학제/단백질분해효소 혼용처리 방법을 이용한 '샷건 막단백질분석기술'을 개발하였다.

또한, 기능성 막단백질 연구를 위하여 대표적인 항생제내성균인 아시네토박터 바우마니 (Acinetobacter baumannii)의 세포외막 소포체를 분리하여 구성 막단백질들을 발굴하였다.

마지막으로 세포막의 특성을 이용한 특정 단백질의 막이동 현상을 이용하여 세포내 신호전달 단백질-단백질 결합 및 단백질 복합체를 입체적으로 분석할 수 있는 '큐피드' 분석기술을 개발하였다.
 
이 기술은 약물의 작용점을 단백질 약물표적에서 빠른 시간 내에 추적할 수 있는 막단백질을 응용한 신기술이다.
  
세포의 마지막 불모지인 세포막 단백질에 대한 효과적인 분석기술개발은 차후에 단백질의약품 개발 산업에 중추적인 역할을 할 것이다.

<최종순 한국기초과학지원연구원 생명과학연구부장>

posted by 글쓴이 과학이야기

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