Sephs1과 Sephs2의 functional determinant 동정과 단백질 상호작용이 활성에 미치는 영향

Abstract

Selenophosphate Synthetase(SEPHS)는 selenide와 ATP를 매개체로 selenophosphate를 합성한다. SEPHS는 두 가지의 paralogue, Selenophosphate synthetase 1(SEPHS1)과 Selenophosphate synthetase2(SEPHS2)는 높은 서열유사성과 구조유사성을 띄지만 Sephs2만 selenophosphate를 biosynthesis(생합성)하고 Sephs1는 그렇지 못하다. 이 둘의 차이에는 catalytic domain에 존재하는 active site의 아미노산 차이에 따라 selenophosphate 합성 능력이 결정된다. SEPHS1과 SEPHS2가 공통으로 갖는 functional domain 안에서 특히 catalytic domain의 active site에서 차이를 나타내고, 이것이 곧 selenophosphate synthesis activity에 영향을 미친다. SEPHS1은 Thr 또는 Arg을 가지며, SEPHS2는 Sec이나 Cys를 가진다. 본 연구에서는 SEPHS1 Thr29 자리에 mutagenesis를 일으키고, 같은 위치의 SEPHS2의 Cys60자리에 mutagenesis를 일으켜 간접적으로 ATP hydrolysis를 통해 selenophosphate synthesis activity를 회복하는지 알아보려고 하였다. 그 결과, SEPHS1의 Thr29Cys는 ATP에서 AMP+Pi로 가수분해 되었고 더 나아가 selenide가 없는 배경에서도 AMP로 가수분해 하였다. SEPHS2 Cys60은 ATP에서 selenide를 넣어주었을때만 AMP로 가수분해 할 수 있었으며, SEPHS2의 Thr 돌연변이는 selenide와 상관없이 AMP로 가수분해 하지 못하였다.

Selenophsophate synthetase(SEPHS) synthesizes selenophosphate from using ATP from selenide. SEPHS has two paralogues, Selenophosphate syntheatse1(SEPHS1) and Selenophosphate synthetase 2 (SEPHS2). These two isoforms are highly similarity in sequence and structure. However, only SEPHS2 has the ability to biosynthesize selenophosphate, and SEPHS1 does not. Among the functional domains that these two have in common, the difference between the two is the amino acid that exists in the active site in catalytic domain which determines their selenophosphate synthesis activity. SEPHS1 has Thr or Arg, and SEPHS2 has Cys or Sec at the active site. In this study, mutagenesis was induced in Sephs1 Thr29 site, and corresponding Sephs2 Cys60 site and assayed ATP hydrolysis activity on the mutant enzyme to see the ability to synthesize selenophosphate. As a result, Sephs1 Thr29Cys was hydrolyzed in to AMP+Pi from ATP and surprisingly AMP was produced under no selenide condition. Sephs2 Cys60 was able to produce AMP from ATP only with Selenide background, and SEPHS2 Cys60Thr could not hydolyze AMP from ATP either with or wihtou the Selenide.