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본 연구실은
국가지정연구실
해양분자생명공학
- 홍합접착단백질
- 항생펩타이드
세포분자생명공학
나노분자생명공학
- 병원성 미생물 검출 DNA칩
- 탄수화물칩
환경/에너지분자생명공학
- 바이오수소
- 유기인분해생물촉매개발
 
 
 
 
  

당화 경로 재설계를 통한 곤충/동물세포 시스템에서의 인간 의약단백질 생산

인슐린 등과 같이 의약품으로 많이 사용되는 인간 단백질의 대량 생산은 학문적 요구뿐 아니라 실생활적인 측면에 있어서도 매우 중요한 문제이다. 직접 추출로 인한 생산에는 양과 비용에 있어서 한계가 있으므로 유전자 조작을 통해 다른 세포 시스템에서 생산하는 방법을 많이 사용한다. 대장균의 경우 대량 생산이 가능하나 인간 단백질의 복잡한 구조를 제대로 갖추지 못하고, 인간 세포와 같은 동물 세포는 그 반대로 단백질의 구조와 기능은 정상적으로 발현되지만 생산할 수 있는 양이 많지 않다. 따라서 생산량은 동물 세포보다 많으면서 단백질의 구조를 어느 정도 갖추고 있는 중간 단계인 곤충 세포 시스템을 대안으로 하여 연구가 진행되고 있다. 여러 가지 곤충 세포 시스템이 있지만 이 중에서 세포가 파쇄되지 않고 지속적인 생산이 가능한 초파리 세포인 Drosophila S2 세포를 선택하였고 목적 단백질로는 빈혈 치료제로 많이 사용되는 에리스로포이에틴 (human EPO)을 사용하였다. 대부분의 인간 단백질의 경우 단백질에 당이 붙는 당화반응이란 과정이 일어나고 이것이 단백질의 기능에 중요한 영향을 주게 된다. 당화반응은 굉장히 여러 종류의 당들이 붙는 매우 복잡한 반응이고 인간 세포에서는 맨 끝에 시알산(sialic acid)이 붙으며 반응이 완료된다. 그러나 곤충 세포에서는 당화 반응에 필요한 여러 가지 효소들 중 몇 가지가 없기 때문에 인간 세포에서 만들어지는 당보다 더 단순한 구조의 당만이 단백질에 붙게 되고 이것은 단백질의 기능에 영향을 줄 수 있는 원인이 된다. 그러므로 곤충 세포에 부족한 효소들을 유전자 조작을 통해 넣어주어서 인간 세포에서와 같이 당화반응이 일어날 수 있도록 유도하고자 하는 것을 연구목표로 하고 있다. 또한, 다중 단백질 발현 플랫폼을 활용하여 당화과정에 필요한 효소들을 도입하고 조절해주는 연구도 병행하고 있다. hEPO를 Drosophila S2 세포에서 생산하여 주면서 붙어 있는 당이 어떤 구조를 가지는지 HPLC나 MALDI와 같은 분석 기기를 통하여 알아낸 후 필요한 효소를 선정하여 유전자 조작을 통해 그 효소들의 DNA를 Drosophila S2 세포에 넣어준다. 그 후 원래의 당 구조와 비교하여 변화가 일어나는지, 인간 세포에서와 유사한 구조를 가지는지 알아본다.




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