[생화학] 8.3 : 형광단백질

 

 

이번 포스트에서는 형광단백질을 단백질에 붙여 단백질의 위치를 파악하는 방법에 대해 알아보자.

 

 

in vivo상에서 protein의 location을 확인하기 위해 immunofluorescence 방법을 이용할 수도 있지만, 가장 대표적으로 많이 사용되는 것 중 하나는 GFP(green fluorescent protein)임.

 

 

 

 

실제로 GFP는 해파리에서 처음 발견되었으며 위 그림 (b)와 같이 생김. 이 녀석을 tagging한 protein의 경우 green을 띄기 때문에 실제로 imaging을 통해 이 녀석의 위치를 localization하는 것이 가능함. 특히나 위 그림 (d)와 같이 다양한 색을 낼 수 있는 GFP variant들이 존재하고 있으므로 이제 이 방법을 이용할 시 multi-labeling을 수행할 수 있음.

 

 

 

 

위 그림에 나타나 있는 세 개의 논문은 각각 GFP를 처음 발견한 논문, GFP를 처음 C. elegans 내에서 표지하는 역할로 사용한 논문, GFP variant를 만든 논문이며, 이런 연구에 대한 공로로 앞서의 그림에 나타나 있는 3명의 과학자가 노벨상을 받음.

 

 

 

실제로 GFP tag를 달아주기 위해 위와 같이 cDNA 뒤에 GFP를 다는 식으로 cloning을 하고 발현시키는 경우도 꽤나 많음.

 

 

참고로 GFP를 포함하는 vector로 가장 대표적인 것이 p-EGFP인데, 이 녀석의 구조는 아래와 같음.

 

 

 

 

보면 실제로 vector 내에 promoter와 EGFP gene이 있고, 이들 사이에 MCS가 있어서 gene of interest가 GFP gene의 N terminal 쪽에 이어서 fusion되게 됨.

 

 

 

 

또는 그냥 tag 없이 내가 원하는 단백질에 붙을 수 있는 antibody를 이용해서 위와 같이 immunofluorescence를 관찰할 수도 있음. 이 때 보통 protein of interest에 달라붙는 primary antibody와, primary antibody에 달라붙는 (더 구체적으로는 비교적 잘 보존되어 모양이 동일한 Fc region을 인지할 수 있는) secondary antibody를 이용하게 되고, 이 때 secondary antibody의 Fc stem에 형광 tag를 붙여주게 됨. 참고로 이 때 특정 protein of interest에 붙는 antibody를 만들기 위해서 토끼와 같은 model system을 많이 사용함. (그리고 이렇게 얻은 antibody를 인식할 수 있는 또 다른 secondary antibody를 얻기 위해 이 antibody를 다른 model system에 넣고 antibody를 얻게 됨)

 

 

 

실제로 이런 방법을 이용할 시 위 그림 아래와 같이 DNA polymerase ε, PCNA, BrdU가 같은 위치에서 localization되어있음을 확인할 수도 있음. (이 때 각각을 표지한 primary, secondary antibody는 모두 다른 종류임)

 

 

 

다음 포스트에서는 단백질-단백질 상호작용을 확인할 수 있는 실험방법에 대해 알아보자.