Type I 결빙방지 단백질 조각 이량체의 결빙방지 활성

김학준

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김학준 (부경대학교)

저널정보: 한국생명과학회 생명과학회지 생명과학회지 제27권 제5호

발행연도: 2017.5

수록면: 584 - 590 (7page)

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결빙방지 단백질(Antifreeze protein, AFP)은 얼음 결정에 결합하여 결정의 성장을 억제한다. AFP는 영하의 환경에서 서식하는 생물체의 생존에 필수적이다. 겨울 넙치에서 분리된 type I AFP (AFP37)는 37 개의 잔기를 가진 α-나선 구조의 펩타이드이다. 본 연구에서는 활성과 수용성이 높은 짧은 AFP 조각을 개발하고자 시도하였다. 아미노-말단 15, 21 잔기의 AFP15와 21를 설계 및 합성하였다. 이들 펩타이드의 아미노-말단에 CGG를 도입한 AFP15N and 21N을 합성하고 이황화 결합을 유도함으로써 이량체 펩타이드인dAFP15N과dAFP21N을 합성하였다. 이들의 나선 함량과 결빙방지 활성을 circular dichroism (CD) 분광법과 나노리터 삼투압계로 각각 측정하였다. 합성된 펩타이드 AFP15 AFP21, AFP15N, AFP21N, dAFP15N, dAFP21N의 나선 구조 함량은 대조구인 AFP37의 49, 41, 23.8, 28, 47.9, 51.7% 수준을 보였다. 이들의 결빙방지 활성은 AFP37의 13, 7, 0.05, 5.6, 13, 11%로 나타났다. 예상과는 달리 이량체화된 펩타이드는 단량체와 비슷한 결빙방지 활성을 보였다. 이는 이량체 펩타이드가 하나의 펩타이드로 얼음과 결합하기 보다 두 개의 개별적 펩타이드로 작용함으로써 단량체와 같은 활성을 보인 것으로 생각된다. 또한 펩타이드들에 의한 별 모양의 얼음 결정 형성은 펩타이드와 얼음의 약한 결합을 시사한다.

#Antifreeze protein #circular dichroism #dimerization #thermal hysteresis #winter flounder

참고문헌 (33)

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Ahn, M., Murugan, N. R., Kim, E., Lee, J. H., Cheong, C., Kang, S. W., Park, H. J., Shin, S. Y., Kim, H. J. and Bang, J. K. 2012. Studies on the effect of number of sugar moiety in the antifreeze activity of homodimeric AFGPs. Bull. Kor. Chem. Soc. 33, 2411-2414. Ahn, M., Murugan, R. N., Shin, S. Y., Kim, H. J. and Bang, J. K. 2012. Peptoid-based Positional Scanning Derivatives: Revealing the Optimum Residue Required for Ice Recrystallization Inhibition Activity for Every Position in the AFGPs. Bull. Kor. Chem. Soc. 33, 3931-3932. Bang, J. K., Lee, J. H., Murugan, R. N., Lee, S. G., Do, H., Koh, H.Y., Shim, H. E., Kim, H. C. and Kim, H. J. 2013. Antifreeze peptides and glycopeptides, and their derivatives: potential uses in biotechnology. Mar. Drugs 11, 2013-2041. Chakrabartty, A., Ananthanarayanan, V. S. and Hew, C. L. 1989. Structure-function relationships in a winter flounder antifreeze polypeptide. I. Stabilization of an alpha-helical antifreeze polypeptide by charged-group and hydrophobic interactions. J. Biol. Chem. 264, 11307-11312. Davies, P. L. and Hew, C. L. 1990. Biochemistry of fish antifreeze proteins. Faseb J. 4, 2460-2468.

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