너 지금 단백질에 들어갔다고 안심하는 것 같은데…착각하지마.

The Shigella flexneri effector OspI deamidates UBC13 to dampen the inflammatory response

이런 논문이 이번자 자연지에 슥 등장함. 

이런 것을 보고서 아니 Shigella 면 걍 박테리아 아님? 아니 요즘 세상에 박테리아의 웬 듣보잡 엔자임 하나가지고 자연지에 논문 내네 님들 재수 좋네염 아님 에디터와 사겨여 님하이런 생각을 하기 이전에 몇가지 생각해 볼 게 있음.

저기여, 님이 아시는 Post Translational Modification 은 어떤 게 있는지 한번 리스트를 대 봅시다.

  • 포스포릴레이션
  • 이거면 장땡임 ㅋㅋ
물론 이런 분도 있겠습니다만 -.-;; 
  • 유비퀴틸레이션
  • 스모일레이션
  • 아세틸레이션
  • 메틸레이션
  • AMPylation (혹은 Adenylation)

이런 것도 있습니다. 고갱님. 

즉 주구장창 연구되어왔던 Phosphorylation 이외에 다른 Post-Translational Modification 이 단백질의 기능을 조절하는데 열라 중요한 역할을 한다는 게 점점 많이 알려지고 있음. 특히 아세틸레이션 같은 것은 뭐 히스톤에만 되는 거 아닌가염? 하시는 분도 있겠지만 그렇지 않다능. 

그렇다면 여기서 지금까지 발견되지 않았던 새로운 Post-translational modification 이 발견된다면 이거 뭔가 좀 꽤 중요한 일이 될 것 같지 않음?

그래서 이 논문이 무려 자연지에 실린 겁니다요. 고갱님.

일단 논문의 내용을 살펴봅시다. 

Shigella flexneri 라는 균은 이콜라이와 매우 비슷한 성질을 가진 균으로써, Shiga Toxin (STX)라는 독소를 분비해서 사람에게 폭풍 설사를 유발시키는 병원균임.

그런데 사람의 면역체계라는게 그리 허술한 게 아니고 이런 세균의 ‘특징’ 을 잘 기억했다가 여러가지 면역반응을 일으켜서 세균을 방법시키는 기작이 매우 잘 발달되어 이씀. 이런것을 총칭해 Pattern Recognition Receptor Pathway라고 부름.

세포느님 미안 ㅋ 슬쩍 ㅋ 공정사용 돋네

즉 세균의 경우 세포표면에 돋아있는 Lipopolysaccahide 라든가 Lipoprotein 등을 Toll Like Receptor 톨게이트같이생긴리셉터 가 김지하여 저렇게 복잡한 시그널링 패스웨이를 거쳐 염증반응 관련 유전자를 켜게 된다. 참고로 작년에 노벨 생리의학상은 저거 관련 유전자를 첨 발견한 양반들이 쳐묵 하셨져.

사실 면역 하면 아 B셀 T셀 안티바디안티바디 드립이 워낙 작렬하는 바람에 이쪽만 관심이 있는 분들이 많지만, 이런 소위 적응면역 (Adaptive Immunity)는 일단 사고터진 다음 ‘사고재발’ 을 위한 것이고, 당장 세균이니 바이러스가 감염되서 일어날때 이런 것으로부터 일차적으로 보호하는 것은 이러한 내재면역 (Innate Immunity)에 의한 것임. 또 하나 중요한 점이라면 적응면역은극히 일부의 생물에서만 존재하지만 내재면역은 식물, 동물 할것 없이 존재한다는 것.

그런데 세균의 경우에도 놀고만 있는 것이 아니라서 이런 내재면역체계를 피해가서 어떻게 먹고살 궁리를 하느냐 -.-;;; 가 중요할텐데. 이 논문은 Shigella flexneri 라는 세균이 이런 내재면역체계를 교란시키기 위해 어떤 희한한 전략을 쓰는지에 대한 논문임. 

이제 이런 결론을 얻기 위해 사람들이 뭔 짓거리를 했나에 대해서 간단한 설명을 하게씀. 

첫번째 데이터는 이 세균의 ospI 이라는 유전자가 내제면역계 활성화의 키라고 할수있는 NF-κB 활성화를 억제한다는 데이터임. 와일드 타입 균주인 YSH6000 과 ospI 뮤턴트를 처리해 보니까 뮤턴트는 NF-κB 활성화해서 발현되는 유전자 별로 발현 안되는디 뮤턴트는 디럽게 많이 발현 패스웨이 몽땅 활성화함. 글타쳐. 그럼 이 단백질 뭐하는 단백질임. ㅠ.ㅠ 몰라. 

그래서 구조를 봅니다 고갱님. PDB 등록정보

근데 이것만 봐가지곤 뭐해먹는 단백질인지 모르자나. 뭐 그래 꽈배기 몇개 있다치고..

PDB에 등록해 보니 비슷하게 생긴 단백질이 하나 잉네 비슷하다고 보긴 좀 무리 돋지만..

그럼 이 ‘비스무레한’ 단백질은 뭐하는 넘임? 아마도 대충 엔자임인 것 같은데 deamidase, cysteine protease, transglutaminase 비슷한게 아닐까 하는 생각이 듬. C패널에 보면 이런 엔자임들이 공통적으로 가지는 Catalytic Triad가 대충 비슷한 위치에 있다는게 밝혀짐.

그래서 이 엔자임 뭐하는 건지 정확히 모르겠지만 한번 여기 뮤테이션 걸어 ㅋ 하기로 해씀. 모를때는 걍 패는게 좋습니다 고갱님

아미노산 몇 개 바꾸니 이 단백질 기능 맛가고 NF-kB 활성화되버림. 그래서 어디를 건드리는뎅.이걸 알기 위해 NF-kB 로 가는 경로에 해당하는 유전자를 하나씩 과봘현해서 실험해봄. 그러니 TRAF6 를 과발현해버리면 ospI 유전자의 저해기능을 불활성화해버리는 걸 보니 이 단백질은 TRAF6 혹은 그 업스트림을 건드리는 것을 확인. 

TRAF6 라는 단백질은 Ubigitin ligase로써 제일 처음 패스웨이 그림과 같이 작동해서 자기 자신에 유비퀴틴 줄줄 다는 것으로 패스웨이를 활성화시킴. 혹시 ospI 가 이걸 방해하는 거 아님? 생각해서 패널 e 처럼 유비퀴닐 줄줄이 다느냐 못다느냐를 봤는데 ospI 있는 경우에는 진짜로 유비퀴틴 줄줄이 비엔나 몬 달지만 ospI 뮤턴트는 상관읍음. 

그래서 ospI 은 TRAF6 에 어떻게 유비퀴틴 다는지를 방해하는구나 하는 결론을 얻었음.

그래서 어떻게 방해하냐구..진짜 저자들이 이 결론을 어떻게 얻었는지는 낸들 알겠냐만 뭐 스토리 상으로는 이 단백질을 치니까 TRAF6 이 작동하는 단백질 하나인 UBC13 의 100번째 글루타민 (짜고치는 고스톱 같아 ㅋㅋㅋ 딱 100번째 아미노산 ㅋㅋㅋㅋ) 의 아민그룹을 이 효소가 디아미네이션 해버린다는 것을 밝힘. 즉 글루타민을 글루타메이트로 바꿔버림 돋네..지네틱 코드? 그따위꺼 필요없어 일단 만든담에 다 바꿔버릴거임

그래서 이걸 확인하기 위해서 UBC13의 Q100 을 E로 바꿔봐도 동일한 효과 나옴 ㅋ 즉 Q를 E로 바꾸면 더이상 유비퀴티닐레이션이 되지 않습니다. 고갱님. 

(설마 이 글을 여기까지 읽고 있는 사람은 Q가 머고 E가 먼지 못외우는 사람 없겠지? Q 글루타민, E 엠에스쥐느님)

즉 결론은 이런거임.

– Shigella flexneri 라는 박테리아는 여러가지 개잡다한 병원성 단백질을 주사기처럼 생긴 Type III Secretion System으로 세포내에 찔러넣는데

– 개중 ospI 라는 효소는 NF-kB 경로에 의한 내재면역 패스웨이를 시망시키기 위해서

– 중간의 UBC13 이라는 넘이 유비퀴틴되는데 필수적인 글루타민을 글루탐산으로 바꿔버려서 기능을 못하게 만들어 버림

– 단백질에 있는 글루타민을 글루탐산으로 마구 바꿔버리는 효소 좀 ㅎㄷㄷ 하지 않음?

그럼 여기서 의문

– 저 넘의 효소는 UBC13에만 작용하는거임? 몰러. ㅋㅋㅋ 다른 효소에서 작용해서 뭔가 할지. 논문에 안나왔다고 안그런거라고 생각하는 당신은 아마추어

– 저런 방식의 새로운 포스트트랜슬레이셔널 모디피케이션은 어디 딴데 없음?

고갱님 그런 우리 다음 페이퍼입니다. ㅋㅋㅋㅋ

뭐 저기 예로 잠깐 나왔듯이 식물병원균에도 있대매..꼭 저런 방식이 아니더라도 글루타민을 디아미네이션을 해서 글루타민으로 바꿔서 단백질을 맛가게 하는 조절방식은 저거 말고도 또 있을거 같아. 

– 디아미네이션은 글타쳐. 그러면 단백질에 있는 글루탐산을 글루타민으로 바꾸는 효소는 없을까?

님이 찾아서 자연지 내셈. 

– 어떻게 원하는 글루타민만을 딱 찾아서 고칠 수 있는겨? 단백질 결합구조 없음?

님이 찾아서 두번 내세여


One thought on “너 지금 단백질에 들어갔다고 안심하는 것 같은데…착각하지마.

  1. 안녕하세요? Bioinformatics에 대해 관심이 많아서 검색하다 이렇게까지 방문하게 되었어요
    저는 문과대를 졸업하고 나서 연이은 취업실패로 인해 작년부터 국비무료로 지원되는 IT기술 가운데 네트워크를 시작하여 올해 자바와 JSP를 공부하고 있습니다.
    그러던 중 막바지로 프로젝트를 준비하기 위해 주제를 선정하던 중 평소 관심이 많았던 Bioinformatics라는 주제를 가지고 자바프로젝트를 하면 어떨까 싶어 이렇게 코멘트를 날리게 되는데요

    자바프로그래밍을 통해 게놈분석이 가능한 시스템을 만들 수 있는지 여쭤보고 싶고 또 흔히 자바툴로 이용하는 이클립스가 아닌 바이오클립스(Bioclipse)를 이용한다고 들었는데, 이클립스랑 바이오클립스 툴을 둘다 연동을 해야 원하는 프로그래밍을 만들 수 있는지

    그리고 마지막으로, 취업이 안될 때를 대비하여 유럽유학으로 눈을 돌리고 있는데
    석박사 학위에 대해 북유럽과 독일은 무료라고 들었습니다만, Bioinformatics를 공부할 수 있는 (외국의) 대학을 어떻게 알 수 있는지 여쭤봅니다

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