[생화학] 2.4 : 단백질 관련 실험기법들 - 2

 

 

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 단백질과 관련된 실험기법들에 대해 알아보자.

 

 

 

Q3 : 단백질과 단백질간의 상호작용 여부를 어떻게 알 수 있을까?

 

 

 

 

두 macromolecule 사이에 interaction이 일어나는지 여부를 확인하기 위해 가장 많이 사용하는 방법 중 하나는 위 그림에 나타나 있는 two hybrid system임.

 

일단 우리가 서로 interaction을 하는지 여부를 확인하고자 하는 두 단백질을 A protein, B protein이라고 해보자. 이 때 A protein은 DNA binding domain(BD)과 결합시키고, B protein은 DNA activating domain(AD)과 결합시키게 되면 위와 같이 A, B protein이 서로 결합해서 서로 붙어있을 때만, DNA BD와 DNA AD가 각각 GAL4 UAS와 promoter에 결합해 비로소 특정 gene의 전사를 촉진시킬 수 있음. 이 때 전사가 촉진되는 gene은 특별히 LacZ/HIS3 reporter gene임. HIS3는 histidine을 만들어내는 protein이며, 이 녀석이 발현되게 되면 Histidine이 합성되게 됨. 이 때 만약 histidine을 뺀 채로 먹이를 공급해준 배지에서 이들을 키우게 될 시 A, B protein이 서로 interaction을 해서 결과적으로 LacZ/HIS3 gene이 발현된 경우에만 살아남게 될 것임. 이런 식으로 살아남은 특정 colony가 관찰될 경우 A, B protein이 서로 interaction을 한다는 것을 알 수 있음.

 

 

거의 비슷한 접근방식으로 3개, 4개의 protein들이 서로 interaction을 하는지를 확인할 수 있는데, 예를 들어 A, B protein과 C protein이 상호작용하는지를 보고 싶다면, A, B protein만 넣어준 상태에서 colony의 생성 여부를 확인해보고, 이후 C를 별도의 plasmid로 넣어준 상태에서 colony의 생성 여부를 확인해보면 됨. 이 때 C를 넣어줬을 때에만 colony가 만들어진다면, 위 그림 가운데와 같이 A, B protein과 C protein이 서로 상호작용한다는 것을 알 수 있을 것임.

 

 

 

Q4 : 단백질이 세포 내에서 어디에 위치해있는지 어떻게 알 수 있을까?

 

 

 

 

위 표에는 단백질 내에 포함된 signal sequence들이 나타나 있음. 이 signal sequence의 종류에 따라서 각 단백질의 세포 내의 어느 compartment로 이동할지가 결정됨.

 

 

 

 

그 결과 위 그림에 나타나 있는 것과 같이 각각의 subcellular compartment에 specific한 protein들이 localization되게 됨.

 

 

따라서 특정 peptide drug를 만들어서 특정 compartment로 transfer 시키고자 하는 경우 peptide의 뒤에 signal sequence를 tagging해주면 됨.

 

 

Q5 : 단백질의 물리화학적 성질을 어떻게 이용할 수 있을까?

 

polypeptide는 다앙한 종류의 amino acid를 가지고 있을 것임. 이 녀석의 sequence를 기본적으로 check할 수 있고, 특정 polypeptide와 binding 하는 특정 target을 이용하면 특정 polypeptide를 fishing out(즉 건져낼)할 수도 있음.

 

 

지금부터 protein을 separation할 수 있는 method들에 대해 알아보자. protein은 charge, size, affinity for a ligand, solubility, hydrophobicity, thermal stability 등에 따라 분리 가능함. (이들 특징은 physical, chemical property에 따라 달라짐)

 

 

참고로 solubility의 경우 protein이 녹아있는 곳에 서서히 많은 salt를 넣어주는 방식으로 분리 가능함. 예를 들어 solubility가 낮은 녀석의 경우 salt를 조금만 넣어줘도 더이상 녹지 못하고 salting out될 것임. 그 밖에 thermal stability와 관련해서는 특정 온도를 만들어서 특정 protein만 stable하게 남아있게 만들 수 있음.

 

 

 

다음 포스트부터는 이와 관련된 구체적인 단백질 분리기법들에 대해 알아보자.