수용성 단백질 발현을 위한 원천기술 개발
국립수산과학원 생명공학연구소 이상준 박사팀은 수용성으로 단백질을 생산할 수 있는 원천 기술 개발에 성공하여 앞으로 수산생물에서 얻어질 수 있는 희귀 유용유전자 뿐만 아니라 다른 모든 생물의 유전자로부터도 단백질을 손쉽게 수용성으로 전환시킬 수 있고 또한 발현 양을 임의적으로 조절하여 산업화할 수 있는 기술임을 발표하였다.
이제까지 유전공학적으로 대장균을 이용하여 단백질을 생산 시 가장 문제가 되는 것은 생산된 단백질이 세포내에서 분리가 쉽게 되지 않는 불용성 형태의 실타래처럼 헝클어지는 현상을 보임으로 실험실에서 추가 정제 과정을 거쳐야 하는 불편함이 있어서 산업화나 실험실 수준에서 단백질 연구를 수행하는 데 많은 애로가 있었다.
이러한 장애를 극복하기 위해 연구팀은 단백질 자체가 가지고 있는 친수성의 양전하 보다 더 큰 친수성의 양전하를 가진 선도서열을 연결하여 단백질을 세포 밖으로 이동시켜 단백질을 실패에 실이 순서대로 감기는 형태의 수용성으로 생산하고, 수용성 단백질을 생산 후 단백질 생산에 사용된 선도서열을 제거하는 기술로, 단백질을 세포 밖으로 이동시키는 핵심 기술은 양전하 크기의 상대성을 이용한 원리이다.
선도서열에서 이러한 친수성 양전하를 적절히 배열하기 위해서는 물을 기피하는 소수성의 음전하를 적절히 배치함으로서 전하를 음과 양의 순서로 디자인 하였으며, 이러한 전하의 크기를 모두 컴퓨터 프로그램으로 분석하여 수치화함으로서 수용성 발현을 미리 예측할 수 있는 기술이다.
따라서 본 연구는 재조합 단백질 생산 시 가장 문제가 되었던 원인을 분자 유전학적인 BT 원리와 전하의 크기를 분석하는 데 컴퓨터 프로그램인 IT 기술을 접목하여 생명현상의 수수께끼를 해결함으로서 융합과학의 중요성을 보여주는 좋은 예로서 단백질 화학의 새로운 지평을 열었다.
이 결과는 국내에 기반을 두고 있으나 힘찬 도약을 거듭하고 있는 한국분자세포생물학회에서 발간하는 세계적인 국제학술지 Mol. Cells 8월호에 게재 되었다.
앞으로, 재조합 단백질의 수용성 발현을 수치적으로 분석한 본 기술은 생명체내에서 단백질의 이동 및 막-투과 원리를 이해함으로서, 재조합 단백질의 산업화, 질병에 관여하는 단백질 기작의 조절, 치료용 단백질 생산, 재조합 단백질의 발현벡터 개발 및 생명공학 연구의 중요한 기술로서 파급효과가 매우 크리라 기대된다.
국립수산과학원 개요
국립수산과학원은 우리나라 해양수산분야를 연구하는 유일한 국립연구기관으로 해외 및 연근해 어장 개척, 해양환경조사, 어구어법 개발, 자원조성 및 관리, 양식기술개발 등의 업무를 담당하고 있다.
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생명공학연구소 소장 김경길 연구관 이상준 연구사 김영옥 051-720-2450
