30Kc19 단백질 내 α-helix 도메인의 세포 투과성과 효소 안정화 기능

Abstract

누에 체액에서 추출한 30kDa 크기의 단백질들은 다양한 생물학적 기능을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그 중에서 가장 많은 부분을 차지하고 있는 30Kc19 단백질은 세포투과성과 단백질 안정성을 가진 것으로 선행 연구를 통해 밝혀졌다. 30Kc19 단백질은 α-helix 부분이 있는 N-terminal과 β-sheet 부분이 있는 C-terminal의 두 구성으로 이루어져 있는데, 그 중 α-helix 도메인이 E. coli에서 soluble하게 재조합 단백질로 정제되고 세포투과성을 담당하는 CPP (cell-penetrating peptide) 가 존재하는 사실을 확인하였다. 그리하여 본 연구에서는 30Kc19 α-helix (30Kc19α) 만으로 30Kc19 단백질이 가지고 있는 주요 특성을 확인하고자 하였다. 먼저, CHO 세포와 HeLa 세포 두 종류를 배양하여 같은 농도의 30Kc19 단백질과 30Kc19α 단백질을 넣었을 때, 30Kc19α가 세포 내에 더 잘 들어가는 것을 Western blot으로 확인하였다. 또한, 30Kc19α 단백질의 농도가 증가함에 따라 세포 투과성이 함께 증가하는 것을 확인하였으며, live cell imaging 방법을 통해 공초점 현미경으로 직접 관찰할 수 있었다. 다음으로, 세포 외부에서 GFP 단백질과 30Kc19α 단백질을 혼합하여 시간과 농도에 따라서 GFP 단백질이 안정화 되는 특성을 관찰하였으며, 기존 연구에서 예상되었던 안정화 효과가 이루어지는 shielding effect를 몰랄농도와 무게농도의 비교를 통하여 증명하였다. 30Kc19α 단백질의 세포 내 효소 안정화 기능은 β-galactosidase를 세포에 발현시킨 뒤 활성이 유지되는 것으로 확인하였다. 또한, 30Kc19α 단백질이 세포 내에 독성을 유발하지 않는 것을 CCK-8 assay를 통해 확인하였다. 위의 결과를 통해 30Kc19α 단백질의 세포 투과성이 세포 외부에서뿐만 아니라 세포 내부에서도 효소 안정화 기능을 가지는 것을 규명하였고, 이에 따라, 30Kc19α 단백질이 30Kc19 단백질을 대신하여 보다 작은 크기로 산업적 측면에서의 효율적인 응용을 기대할 수 있게 되었다.