본 연구에서는 광범위한 생물학적 기능을 가진 sericin의 새로운 생물소재로서의 가능성을 알아보기 위하여 누에견사 단백질 중의 하나인 sericin에 의한 Tg의 발현 및 분비에 미치는 영향을 확인하고, 이때에 ER chap-erone의 발현과 세포생존의 관계를 확인함으로써 sericin이 분비단백질에 미치는 영향을 조사하였다.
<h1>서 론</h1><p>누에고치 견사는 두 종류의 sericin \((25\%)\)과 fibroin \((75\%)\)로 구성되어 있다. Fibroin의 표면을 감싸고 있는 sericin은 serine, aspartate, threonine, glutamate의 극성 아미노산이 전체 구성 아미노산의 약 \( 77 \% \) 를 차지하여 분해되기 쉽고, 물에 녹기 쉬우며 특히, 그 자체로서 보습성을 가지는 serine이 약 \( 30 \% \) 함유되어 있다. 최근 sericin의 기능연구에 관한 연구 결과 antibacterial activity, tyrosinase와 lipid oxidation을 저해하는 antioxidant, oxidative stress로 인해 유발되는 발암의 강력한 저해제 및 UV-light protecting activity가 보고되고 있다. 그리고 대장균을 이용하여 생산한 재조합 sericin 펩타이드는 저온스트레스 보호효과도 알려져 있다. 본 연구에서는 이같이 광범위한 생물학적 기능을 가진 sericin의 새로운 생물소재로서의 가능성을 알아보기 위하여 sericin이 분비단백질에 미치는 영향을 조사하였다.</p><p>정상 쥐 갑상선 세포주(FRTL-5)는 갑상선자극호르몬(thyroid stimulating hormone, TSH) 의존적으로 갑상선호르몬의 전구체인 thyroglobulin(Tg)을 생산한다. Tg는 정상 갑상선 조직에서 \( 330 \mathrm{kDa} \) 의 monomer가 생합성 되어 thyroid lumen에 존재하고 있다가 분비자극에 의해서 ionization과 함께 \( 660 \mathrm{kDa} \)의 dimer가 형성되어 세포질로 들어가 lysosome에 의해서 분해되어 T3, T4로 바뀐 다음에 혈중 이동하여 최종적인 target organ에 도달하게 된다. 이와 같은 과정이 정상적으로 이루어지기 위한 rate limiting step은 소포체(endoplasmic reticulum, ER)에서 일어나는 번역 후 변형과정(post-translational modification step)이다. 분비단백질이 ER lumen에서 정상적으로 생합성 되기 위한 환경 중에서 가장 중요한 역할을 담당하는 단백질 family를 소포체 샤페론(ER molecular chaperone)라고 한다. 이들은 엄격하게 ER lumen의 신생단백질합성을 관리한다(ER quality control, ERQC). ERQC에 의해서 불량한 분비단백질이 과도하게 축적되면 질병으로 나타나는데 이를 포괄적으로 ER storage disease(ERSD)라고 하며, congenital hypothyroidism, albinism ty-rosinase deficiency, polyglutamine diseases와 같은 질환이 알려져 있다. 현재까지 ER signal pathway에 관여하는 3종류의 소포체 막 단백질(IRE1, PERK, ATF6)이 알려져 있다. 세포가 ER stress를 받으면 ER lumen에서 BiP과 결합하고 있는 IRE1이 monomer에서 인산화된 dimer가 되어, 세포질의 XBP-1 mRNA의 splicing이 일어나 XBP-1단백질이 생산되어 chaperone 생합성을 촉진한다. PERK 역시 인산화된 dim-er가 되면서 핵 전사인자인 eIF2a의 인산화를 유도하여 세포 전체의 단백질 합성을 저해함으로써 세포들 보호한다. 그리고 ATF6은 ER stress를 받으면 세포질 쪽의 단편이 떨어져 나와서 ERSE (ER stress element)와 결합한다. 이 같이 세포는 ER stress를 받을 경우에 자신을 보호할 수 있는 기전을 가지고 있으며 이를 통해서 분비단백질의 생합성을 조절한다.</p><p>본 연구는 누에견사 단백질 중의 하나인 sericin에 의한 Tg의 발현 및 분비에 미치는 영향을 확인하고, 이때에 ER chap-erone의 발현과 세포생존의 관계를 알아보고자 실시되었다.</p>