프로테오믹스

목차

정의
연구 방법
응용

본문내용

질들의 정량적인 지도를 들 수 있으며, 이것을 통해 이렇나 시도는 한 단백질의 경로가 질병이나 약물 또는 생리적인 자극에 의해 어떠한 형태로 변형되는가를 연구할 수 있게 한다. 이것을 'expression proteomics'라고 정의한다. 이 기술은 낮은 copy 수로 존재하는 단백질에 대한 표지기술을 활용하여 질병 marker를 발견할 수 있고 독성과 약물작용 경구도 쉬워진다. 문제는 세포내 경로별 단백질들의 정확한 측정이 관건이다.
이에 반해 'cell map proteomics'는 체계적으로 단백질 복합체와 이들간의 결합을 분석하여 물리적 지도를 만들어 각각의 기능을 밝히고 상대적인 관계를 규명하는 일이다. 실제에 있어서는 이들을 모두 활용하여야만 완전한 단백질의 패턴 분석과 신규성 판단은 물론 표적단백질의 생리적 기능을 분석할 수 있다. 실제에 있어서는 이들을 모두 활용하여야지만 완전한 단백질의 패턴 분석과 신규성 판단은 물론 표적단백질의 생리적 기능을 분석할 수 있을 것이다. cell map작성으로 세포내 신호전달과정의 규명과 약물표적의 식별과 검증이 가능하며 이러한 cell map이 작성된 소위 'vitual cell'은 질병의 발병기전 실험이나 약물투여 전후의 생리적 변화를 세밀하게 관찰할 수 있어서 21C세포분자생물학의 중요 도구가 될 것이다.
4. Proteomics의 응용
1) 암 연구
대부분 질환은 그 원인이 매우 복잡하고, 유전적 결함 뿐 아니라 대사조절의 문제와 복합적으로 연결되어 있다. 암은 발생하는 조직에 따라 뇌, 유방, 폐, 심장, 신장, 대장, 난소, 및 전립선등으로 구별되며 암 발생의 그 조직을 이용, proteome을 분석할 수 있다.
논문에 보고 된 결장암을 예로 들어보면 다음과 같다. 이 암은 여러 유전자들의 돌연변이로 인해 tumor supressor gene 들의 기능 상실과 oncogene들의 활성이 관여하여 일어나는 복합단계를 거쳐 생기는데, 아직까지 그 기전은 명확하지 않다. 최근 Jungblut에 의해 암 조직의 일부를 2DE 분석을 통해 암의 진전에 따라 발현이 증가되는 13/5,6 단백질을 식별하였고 이것이 calgranulin B임을 밝혀낸 바 있다.
2) 감염성 질환 연구
1996년 현재 세계 전체 사망 인구 중 감염성 질환으로 사망하는 비율이 42%에 달하고 있다. 가령 결핵(Tuberculosis: TB)만 하더라도 매년 8백만명의 새로운 환자를 만들고 전 세계 인구의 1/3이 잠재적 보균자로 알려져 있으나 아직까지 정확하고 신뢰할 수 있는 진단법이나 biomarker가 발견되지 않고 있는 실정이다.
3) 항 비만 연구
Edvardson등은 obese mice들의 PPAR(peroxisome proliferation activator regulation) 전사인자들이 isoform에 대한 분석을 항비만 약물(ex. WY14, 643) 투여 전후를 통해 실시하여 최소한 16개 spot의 단백질 군이 발현 증가됨을 확인하였다 이들 중 14개 spot들이 peroxisomal fatty acid 대사에 관여하는 단백질임을 확인한 바있으며 이로 인해 이 항 비만제의 작용기전이 peroxisome에서 지방산 산화(β-oxidation)를 촉진함을 규명하기도 하였다.
4) 생식기전의 연구
중요한 생식작용에 관여하는 조직(testis, ovary, placenta, endometrium, pviduct)들을 분자수준에서 조사하고 특히 reproductive toxicans의 효과나 질환 상태 등에서 호르몬이나 cytokine의 효과를 관찰하여 이들 과정에 어떻게 관여하는지를 규명할 수 있다 특히 자궁 내 착상부전이나 유산 등을 일으키는 원인단백질을 조사할 수 있을 것이다. 특히 Center for reconstrunct gamate contraceptive vaccinogen에서는 1400게의 단백질 군을 갖는 인간의 spermatozoa를 proteome분석을 통해 구축한 바 있으며 이를 이용, 불임 남녀들의 serum의 antiserum antibodise에 의해 인식되는 단백질이 어떤 것인가를 확인할 수 있었고 이들의 억제를 연구하게 되면 불임치료를 가능하게 할 수 있는 근거가 마련될 것으로 기대된다.
5) 약물독성분야 연구
2DPAGA를 이용하여 단백질 발현의 정량적인 분석으로 약물(ex. peroxisome proliferator, retinonic acid)의 영향과 세포에 대한 독성을 연구할 수 있다. 특히 타이레놀과 같은 진통제 성분으로 사용되는 acetaminophen의 간독성이나 polㅛ-lactic acid의 임파세포 독성 및 페니실린과 알부민과의 결합 등등이 보고된 바 있다. 이 밖에도 src SH domain과 결합하는 저해제를 연구하고 네오마이신의 aminoglycoside와 HIV Tat peptide-TAR RNA간의 결합도 proteomics분석하는 기법이 보고 된 바 있다.
5. 참고 문헌 (참고 site)
ProteomeResearchMassSpectrometry
Proteome Research: New Frontiers in Functional Genomics by Wilkins et al (1997)
유전 3 (기능유전체학) 한국유전학회 (2000) 제 7 장
http://www.hallym.or.kr/~kdcp/genome/Proteomics.htm
http://mbel.kaist.ac.kr/research/proteomics_ko.html
http://mbel.kaist.ac.kr/research/proteomics_ko.html
http://cny.new21.net/proteomics.html
http://bioinfo.sarang.net/wiki/Proteomics
http://innsoony.netian.com/biotech_007.htm
http://life.kjist.ac.kr/Htm/Lab/Med/SubDir/Study/proteomics.htm
http://210.115.163.202/lectures/ad-biochem/chap-4/proteome.htm

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단백체학,   정의,   분류