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chaperonin을 사용하여 ATP와 관련한 실험을 진행하고 있습니다.
ATP binding site를 negative한 형태로 mutation 시켜 한 실험결과는 만족할 만큼 나왔습니다.
그래서, 좀 더 ATP에 대한 영향을 보고자 ATP에 positive한 아미노산으로 mutation을 시켰는데..
생각만큼 ATPase값이 높게 나오지 않고 오히려 비슷하거나, 떨어지는 경향이 보이는데 이것이
아미노산을 변경한 것이 단백질 전체 구조에 영향을 미쳐서 그런가요?
아님 실험 자체의 오류(실험은 전과 동일) 일까요?? 좀 애매모해서 이렇게 여쭈어 봅니다...
- ATP
- mutation
- protein
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
이원규님의 답변
2012-02-06- 2
답변: ATP결합에 중요한 부위의 아미노산을 변형시켜 본 실험이셨나보네요.
야생형의 active site를 mutation 시킬때 나타나는 결과가 일반적으로 떨어지는 건 맞습니다. (아무래도 효소의 active site는 substrate에 최적화 되었을 경우가 많으니까요.) ATP에 positive 한 아미노산이라 하셨는데... 이 부분이 잘 이해가 안가네요. 최적화된 amino acid란 표현 같은데 맞나요? 아무리 in silico 방법으로 ligand fitting을 simulation 한다고 결과가 항상 긍정적이지는 않습니다. 대부분 거리를 가깝게 하거나 charge를 더 강하게... 혹은 hydrophobicity를 증가하거나 해서 affinity,를 증가시키긴 합니다만... 지금처럼 오히려 떨어진다... 충분히 그럴 수 있다고 보네요.
아미노산을 치환해서 단백질 구조에 영향을 미쳐서 그런가? 물론 가능성은 충분 합니다. 어떤 구조생물학 하시는 분 이야기로는 아미노산 몇개의 치환이 단백질 전체의 conformation을 충분히 변화시킬 수 있다고 하시더군요. 가장 좋은 방법은... (제가 아는...) 실험하시는 아미노산 을 치환한 형태로 modeling을 통해 과연 conformational change가 일어날 수 있는 가능성이 얼마나 되는지 확인 해 보시고 (X-ray 로 mutant 3차 구조를 풀면 더더욱 좋겠죠. ) 다른 종류의 아미노산을 design 해서 실험을 좀 더 해 보시는 것이 좋을 것 같습니다.
결론은... 질문처럼 구조에 아미노산 치환이 영향을 미칠 수 있으며...
좀 더 다양한 amino acid 치환이 이 단백질 연구에 도움이 될 수 있고...
molecular simunlation 혹은 modeling 같은 것의 도움도 받아 보심이 좋을 것 같아요.
그럼 도움이 되셨기를 바랍니다.
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chaperonin을 사용하여 ATP와 관련한 실험을 진행하고 있습니다.
ATP binding site를 negative한 형태로 mutation 시켜 한 실험결과는 만족할 만큼 나왔습니다.
그래서, 좀 더 ATP에 대한 영향을 보고자 ATP에 positive한 아미노산으로 mutation을 시켰는데..
생각만큼 ATPase값이 높게 나오지 않고 오히려 비슷하거나, 떨어지는 경향이 보이는데 이것이
아미노산을 변경한 것이 단백질 전체 구조에 영향을 미쳐서 그런가요?
아님 실험 자체의 오류(실험은 전과 동일) 일까요?? 좀 애매모해서 이렇게 여쭈어 봅니다...
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답변
이호진님의 답변
2012-02-06- 2
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chaperonin을 사용하여 ATP와 관련한 실험을 진행하고 있습니다.
한 개의 아미노산 변형이, 구조 변화를 일으킬 수 있을까 라는 질문에,그럴 수도 안 그럴 수도 있다 입니다.이것을 예측하는 일은 쉽지 않습니다.모델링은 실험 현상을 예측하거나 설명하려고 하는 경우에 도움이 되지만..구조 변화 자체를 예측하는 것은 현재 기술로는 (제가 알기에) 어렵습니다.왜냐하면, 모델링은 기존에 알려진 3차원 구조를 이용해서 하기 때문입니다.원하시는 결과가 나오지 않았다고 해서.. 이상한 것이 아닙니다.실험은 실험입니다. 실험 결과를 해석하는 것이 과학자들이 할 일이지요..반복해서 실험을 하거나 (본인이 신뢰가 생길때까지)만일 같은 결과가 나왔다면, 본인이 세운 가설이 잘못 되었을 가능성도 있고그렇다면, 다른 요인들이 있다는 것을 염두해서 다시 실험을 디자인할 수 있을 것입니다.그 과정을 통해 새로운 사실을 발견하면 대박입니다 ㅎㅎ대박 나시길 ^^
ATP binding site를 negative한 형태로 mutation 시켜 한 실험결과는 만족할 만큼 나왔습니다.
그래서, 좀 더 ATP에 대한 영향을 보고자 ATP에 positive한 아미노산으로 mutation을 시켰는데..
생각만큼 ATPase값이 높게 나오지 않고 오히려 비슷하거나, 떨어지는 경향이 보이는데 이것이
아미노산을 변경한 것이 단백질 전체 구조에 영향을 미쳐서 그런가요?
아님 실험 자체의 오류(실험은 전과 동일) 일까요?? 좀 애매모해서 이렇게 여쭈어 봅니다...
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답변
이상후님의 답변
2012-02-09- 0
아미노산을 negative한 것으로 mutation 시켰을 때와 positive한 것으로 mutation 시켰을 때, 충분히 ATPase의 activity에 영향을 줄 가능성이 매우 높을 거 같습니다. 왜냐하면, 특정 효소 단백질은 고유의 3차원구조를 가지고 있는데, 특징적으로 ATP가 binding할 수 있는 부위의 아미노산이 positive성격에서 negative 성격으로 바뀌게 되면 당연히 ATP binding 효율이 달라질 것으로 유추됩니다. 효소단백질의 3차원 구조는 여러가지 weak interaction(수소결합, 이온성 결합, 소수성 결합 등..)에 의해서 3차원 구조를 유지하게 되기 때문에 특정 하나의 아미노산에 의해서도 기질의 결합력이라든지 3차원구조 자체가 바뀔 수 있습니다.
질문자 분의 이해를 돕게 하기 위해서, 최근에 미국 듀크대학과 일본 도후쿠 대학 공동 연구 결과를 인용한 기사를 아래에 붙임하니, 읽어보시면 질문자분의 실험이 당연할 수 있는 결과로 생각될 수 있을 것입니다.
중략...
"분자 모터는 세포 내 다른 단백질과 마찬가지로 아미노산으로 구성되어 있는데, 마이크로튜불(microtubules)이라 불리는 가느다란 필라멘트를 따라 움직이면서 소낭(vesicles)을 운반하거나, 세포 분열 동안 염색체를 붙잡는 역할을 한다.
대부분 모터들은 이 마이크로튜불이 자라는 고속 성장 말단(fast growing end) 쪽으로 움직이지만, 어떤 모터들은 그 반대쪽인 안정되어 있는 방향으로 움직이기도 한다. 지금까지는 모터들이 이 둘 중 어느 하나만 가능한 것으로 생각해 왔었다.
학자들은 분자 모터에 이상이 생기면 세포 분열 동안 염색체 분배에 문제가 생겨 다운 증후군(Down syndrome)같은 질병이 생길 수 있다고 믿고 있다. 따라서, 모터가 어떻게 작동하는지 알고 어떻게 염색체들을 배열시키는지, 그리고 세포 분열 동안 세포를 어떻게 이끄는지를 연구함으로써, 어떤 과정이 병을 일으키고 또 어떻게 하면 병을 고칠 수 있는지도 알 수 있을 것으로 기대하고 있다.
듀크 대학 연구진은 Ncd라는 분자 모터의 어떤 아미노산 하나를 돌연 변이 시켰는데, 놀라운 결과가 나왔다. 이 연구는 8월 24일 자 Nature에 발표되었다.
셰린 엔도우(Sharyn Endow) 박사가 단 한 개의 아미노산을 돌연 변이 시키자 양쪽성 분자 모터(bi-directional molecular motor)가 만들어진 것이다. 이런 결과는 전혀 예상치 못했던 것이었고 단 한 개의 돌연 변이가 이런 일을 일으킬 수 있다는 점이 매우 놀라웠다. 그래서, 이 돌연 변이를 잘 연구하면 Ncd의 방향성 메커니즘을 이해하고 나아가 다른 모터 단백질에도 응용할 수 있을 것으로 생각했다.
......................이하 생략......
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chaperonin을 사용하여 ATP와 관련한 실험을 진행하고 있습니다.
ATP binding site를 negative한 형태로 mutation 시켜 한 실험결과는 만족할 만큼 나왔습니다.
그래서, 좀 더 ATP에 대한 영향을 보고자 ATP에 positive한 아미노산으로 mutation을 시켰는데..
생각만큼 ATPase값이 높게 나오지 않고 오히려 비슷하거나, 떨어지는 경향이 보이는데 이것이
아미노산을 변경한 것이 단백질 전체 구조에 영향을 미쳐서 그런가요?
아님 실험 자체의 오류(실험은 전과 동일) 일까요?? 좀 애매모해서 이렇게 여쭈어 봅니다...