대장균 Ffh 단백질의 methionine이 많은 부위에 대한 구조적인 연구

Abstract

대장균의 Ffh 는 4.5S RNA와 함께 ribonucleoprotein으로 존재하며 진핵세포의 SRP와 같은 역할을 수행한다. Ffh와 SRP의 주요한 subunit인 SRP54는 유사성을 가지며, 신호서열에 직접 결합하는 단백질이다. 1989년 Harris와 그 동료들은 homology 연구를 통해서, SRP54와 Ffh는 크게 두 domain으로 나눌 수 있다는 것과 그 중에서 C-말단쪽에 위치한 methionine rich domain (M-domain)이 신호서열에 결합하는 부위라는 것을 추론해 내었다. M-domain에 대한 2차구조 예측결과는 SRP의 경우 4개, Ffh의 경우 3개의 helix를 추정하였다. 이중 첫번째 helix를 제외한 나머지 helix들은 amphiphilic 하게 형성되는데, methionine을 비롯한 소수성 잔기들이 한쪽면으로 몰리는 것을 알 수 있었다. 여기서 그들은 methionine이 진화적으로 보존된 것에 주목하고, 이는 side chain의 flexibility 때문이라고 생각하였다. 그리고 이는 신호서열들이 가지는 1차 구조의 다양성과도 연관이 된다. 즉 methionine rich amphiphilic helix가 신호서열이 결합하는 groove를 이룬다면, methionine의 side chain의 flexibility가 다양한 1차구조의 신호서열들과 결합할 수 있도록 해준다는 것℃甄?. 본 연구에서는 이러한 가설중 methionine rich amphiphilic helix가 실제 존재하는지 알아보기 위하여 Ffh M-domain의 세번째 helix로 예측된 부위를 합성하여 물리생화학적 방법으로 구조연구를 수행하였다. 이 부분은 Ffh의 410번 부터 434번 까지에 해당하는 25개 잔기이다. CD 실험 결과에 따르면 Ffh의 410-434부분은 물에서는 random coil과 비전형적인 구조가 대부분인 유동적인 상태이나, TFE/물(1:1, 부피비)에서는 대략 75-100\% 정도의 $\alpha$-helix를 형성하는 것으로 나타났다. TFE/물(1:1, 부피비)에서의 2D NMR 실험 결과는 Ffh/410-434가 $3_{10}$-helix와 유사한 구조를 시작으로 하여 5번 부터 C-말단 부분까지 안정된 $\alpha$-helix를 형성한다는 것을 밝혔다. 따라서 Ffh의 410-434 부분은 실제 단백질 내에서도 $\alpha$-helix를 형성하려는 강한 경향을 가질 것이다.