PDI와 유사한 기능을 할 것으로 추정되는 bPDI의 기능을 해석하기 위하여 조직별 전사체 분석을 실행한 결과, PDI는 거의 모든 조직에서 발현된 것과 달리 bPDI는 지방체, 견사선, 표피, 말피기관에서는 발현되었으나 중장에서는 거의 발현되지 않았다. 척추동물의 경우 PDI가 가장 강하게 발현되는 주조직은 많은 단백질을 합성하는 간인데, 포유동물의 경우 실험체인 누에의 지방체에서 bPDI가 가장 강하게 발현되었다. 이는 지방체가 가장 많은 단백질을 발현하는 조직이기 때문일 것으로 예상된다. 세포내 이상한 구조의 단백질이 발생할 때 대응하는 PDI의 기능을 bPDI에서도 확인하기 위하여 각종 스트레스 유도제를 처리하여 이상 구조 단백질을 유도한 결과, bPDI의 전사수준에서의 발현량이 증가되었다. 즉, bPDI 역시 PDI와 유사하게 비정상적인 구조의 단백질을 정상화시키는 기능이 있으며, 소포체의 주요한 칼슘결합 단백질임을 추정할 수 있었다.
<h1>결과 및 고찰</h1><h2>조직별 bPDI 유전자의 발현</h2><p>1차 아미노산 구조분석 결과 기존에 밝혀진 protein disulfide isomerase (PDI, EC 5.3.1.4) 유전자와 유사한 기능을 할 것으로 추정되는 bPDI (Bombyx mori PDI) 유전자의 기능을 해석하기 위하여 누에의 조직, 스트레스유도제 및 생장조절제 처리에 따른 bPDI 유전자의 발현조절을 전사 수준에서 해석하였다. 또한 곤충의 면역과 bPDI 유전자의 관계를 해석하기 위해 누에의 E. coli 주사에 따른 발현조절을 전사 수준에서 해석하였다.</p><p>조직별 전사체 분석을 위하여 누에 (B. mori)의 5령 3일째 유충으로부터 견사선, 지방체, 중장, 말피기관 및 표피를 분리하고, 이로부터 total RNA를 분리하여 각 \( 5\ \mu \mathrm{g} \)씩 blotting한 후 bPDI와 18S rRNA cDNA를 탐침으로 혼성화 반응을 수행하였다. 그 결과, 1995년 Mckay 등이 초파리 (D. melanogasrer) 성충의 두부와 몸통의 전사체 검정을 통하여 PDI는 거의 모든 조직에서 발현될 것이라는 추정과는 달리, bPDI는 지방체, 견사선, 표피, 말피기관 순으로 높게 발현되었으나 중장에서는 거의 발현되지 않았다. 척추동물의 경우 PDI가 가장 강하게 발현되는 주조직은 다량의 단백질을 합성하는 간으로 전체 간세포 단백질의\( 0.7 \% \)를 차지한다는 보고와 같이, bPDI 유전자 또한 포유동물의 간에 해당하는 누에의 지방체에서 가장 강하게 발현되었는데, 이는 곤충의 지방체가 가장 많은 단백질을 발현하는 조직이기 때문으로 추정되었다.</p><h2>소포체 스트레스 유도제에 의한 bPDI의 발현</h2><p>세포는 분자샤페론이나 ER foldase인 PDI의 전사를 증가시킴으로써 세포의 소포체 내강에 정확하게 접혀지지 않았거나 조립되지 못한 폴리펩타이드에 대응한다. 따라서 bPDI 또한 세포내 이상한 구조를 가지는 단백질이 발생할 때 ER foldase나 분자 샤페론으로 작용하여 기능을 나타내는지를 알아보기 위하여, 누에 배양세포 (Bm5)에 각종 스트레스 유도제를 처리하여 세포내 이상한 구조를 가지는 단백질을 유도하였다. 사용된 스트레스 유도제는 disulfide bond 형성 저해제인 DTT (dithiothreitol), ATP 저해제인 Antimycin A, 단백질의 glycosylation 형성 저해제인 tun-icamycin, 칼슘이온)의 항상성 저해제인 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) ionophore A23187, 단백질의 소포체에서 골지체 이동 저해제인 monensin 및 산화 스트레스제인 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)였다. DTT, anti-mycin A, tunicamycin, \( \mathrm{Ca}^{2+} \) ionophore A23187, monensin 및 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)는 각각 \( 3\ \mathrm{mM}\), \(8\ \mu \mathrm{M}\), \(5\ \mu \mathrm{g} / \mathrm{m\ell}\), \(10\ \mu \mathrm{M}\), \(100\ \mu \mathrm{M} \) 및 \( 100\ \mu \mathrm{M} \) 의 농도로 누에 배양세포(Bm5)에 처리하여 5시간 배양한 후, 이로부터 total RNA를 분리하여 조직별 전사체 분석과 동일한 방법으로 전사수준에서 발현량을 확인하였다. 1996년 Odani 등이 HeLa cell에 열충격과 스트레스유도제인 A23187, tunicamycin, cyclohexiimide, DTT 및 △12-prostaglandin J2를 처리하여 PDI의 전사체 분석한 결과와 유사하게 bPDI 역시 다른 스트레스 유도제에 비하여 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) ionophore A23187 (~3배), tuncimycin (~2.3배) 및 DTT (~1.7배)를 처리한 세포주에서 강하게 발현되었다. 이것은 DTT, tunicamycin 및 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) inophore A23187 처리에 의해서 각각 disulfide bond의 형성 저해, 비정상적인 구조를 가지는 단백질의 생성 및 칼슘이온의 항상성이 파괴됨으로써 상대적으로 bPDI가 전사수준에서 발현량이 증가한 것으로 판단되었다. 이 실험 결과는 bPDI 역시 기존에 밝혀진 PDI와 유사하게 ER foldase 나 분자샤페론으로써 작용하여 이상한 구조의 단백질을 정상화시키는 기능을 가지며, 또한 소포체의 주요한 칼슘결합 단백질임을 추정할 수 있었다.</p>