[연구 소개] S-니트로실화 단백질 마이크로어레이를 통한 새로운 단백질 수정 메커니즘 규명

 

우리 몸의 유전 정보는 외부 및 내부 요인에 의해 손상될 수 있으며, 이를 빠르게 복구하는 것은 생명 유지에 필수적입니다. 특히, DNA 이중 가닥 절단 복구를 포함한 유전체 안정성 유지 메커니즘이 건강한 세포 환경을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

이번 포스팅에서는 "Protein Microarray Characterization of the S-Nitrosoproteome"이라는 연구를 통해 질소 산화물(NO)에 의해 단백질이 S-니트로실화(S-Nitrosylation) 되는 과정을 살펴보고, 이 과정이 생리적 기능과 질병 조절에서 수행하는 역할을 이해합니다.

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연구 방법

1. 고밀도 단백질 마이크로어레이

• 16,368개의 인간 단백질을 포함한 고밀도 단백질 마이크로어레이를 사용하여 S-니트로실화 가능성을 분석.
• 특정 시스테인 잔기에서 발생하는 S-니트로실화 패턴 확인.

2. 비오틴 스위치 방법 및 질량 분석

• 비오틴 스위치 방법: S-니트로실화된 단백질을 탐지하는 정밀한 방법.
• 질량 분석: S-니트로실화된 부위와 아미노산 서열을 정밀히 확인.

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연구 결과

1. S-니트로실화 단백질의 식별

• 총 834개의 S-니트로실화 단백질 확인.
• 여러 새로운 S-니트로실화 부위 발견, NO와 특정 단백질의 상호작용 메커니즘을 제시.

2. 특정 시스테인 잔기의 S-니트로실화 패턴

• NO는 특정 단백질의 시스테인 잔기에 결합하여 S-니트로실화를 유도.
• S-니트로실화는 하이드로포빅 아미노산(친유성 아미노산) 주변에서 발생할 가능성이 높음.

3. E3 유비퀴틴 리가아제 활성 조절

• RNF10, RNF11, RNF41과 같은 E3 유비퀴틴 리가아제는 S-니트로실화를 통해 활성도가 조절됨.
• 이 과정은 단백질 분해 효율을 조절하여 세포 내 단백질 항상성을 유지하거나 교란함.

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연구의 중요성

1. 단백질 기능 조절
   S-니트로실화는 단백질의 기능을 정교하게 조절하여 다양한 생리적 및 병리적 과정에 영향을 미침.
2. E3 유비퀴틴 리가아제와 질병 연관성
   NO에 의한 E3 리가아제 활성 조절은 암을 포함한 질병 진행 억제에 중요한 역할을 할 가능성을 시사.
3. 질병 치료의 새로운 단서
   NO 매개 S-니트로실화는 치료제 타겟으로 활용할 수 있는 새로운 기전을 제시하며, 특히 암, 염증, 신경퇴행성 질환과 같은 질병 연구에 큰 기여를 할 수 있음.

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향후 기대

• S-니트로실화 메커니즘 확장 연구: NO가 다양한 단백질 변형 및 생리적 조절 과정에서 수행하는 역할의 심화 연구.
• 치료 타겟 개발: S-니트로실화 조절을 통한 질병 치료법 개발 가능성.
• 다양한 생체 조건에서 NO와 단백질 상호작용 탐구: 암, 신경퇴행성 질환, 면역 질환 등 다양한 환경에서의 NO 역할 규명.

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진온바이오텍 서비스 소개

연구팀은 고밀도 단백질 마이크로어레이를 통해 S-니트로실화 단백질을 대규모로 분석하고, 특정 단백질과 NO의 상호작용을 규명했습니다. 이와 같은 정밀 단백질 연구를 통해 질병 기전을 이해하고 치료 타겟 개발에 기여합니다.

저희 진온바이오텍에서는 인간 단백질칩 연구 설계 및 분석을 지원합니다. 관심 있으신 분들은 아래로 문의해주세요.

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문의

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출처

• PubMed - Protein Microarray Study on S-Nitrosylation