곤충 생체와 세포로 재조합단백질 대량 생산을 위해 BEVS는 유용하게 이용되만, BEVS의 재조합 단백질 생산의 최대 단점은 포유동물세포에서 일어나는 posttranslational modification과는 다른 과정의 재조합단백질이 생산된다는 것이고, 이는 ER 내에서 집합체를 형성하여 저활성, 저분비의 원인이된다. 이는 곤충 생체와 세포를 이용해 생채활성을 가진 재조합 단백질을 대량생산 하고자 할 때 반드시 해결해야 한다.
<h2>금후 연구계획</h2> <p>곤충 생체 및 세포부터 재조합단백질 대량 생산을 위하여 BEVS이 매우 유용하게 이용되지만, BEVS에 의한 재조합단백질 생산의 최대 단점은 포유동물세포에서 일어나는 posttranslational modification과는 다소 다른 과정을 거친 재조합단백질이 생산된다는 것이며, 이러한 재조합단백질은 ER 내에서 집합체를 형성하게 되어 저활성 및 저분비의 원인이 된다. 따라서 이러한 원인은 곤충 생체 및 세포를 이용하여 생채활성을 가진 재조합단백질을 대량생산을 하고자할시 반드시 해결되어야할 필수과제이다. 해결방안으로 고려할 수 있는 것은 다음과 같다.</p> <p>①Signal-sequence processing (SP) : signal peptidase와 chaperone의 복합체 형성, signal peptide의 교환 및 co-/overexpression으로 분비촉진 유도, 세포질에 존재하는 hsp (heat shock protein)의 발현 촉진에 의한 translation효율의 극대화, SP와 관련된 세포질/ER chaperone의 연구가 필요.</p> <p>② Heterologous protein processing : 여러 종류의 chaperone과 관련인자들이 heterologous protein complex형성에 관여하므로 ER chaperone의 co-/overexpression에 의한 재 조합단백질의 분비촉진, 분비단백질의 ER내의 aggregation 방지에 의한 분비 촉진, 효율적인 기능을 위해서는 조절인자들의 탐색 필요, malfold 단백질은 ER내에서 분해 혹은 세포 질내의 proteasome에 의해서 분해, 분해인자를 탐색함으로 ERSD의 진단 및 치료제 개발. 곤충의 glycosylation pathway가 mammalian에서와 차이점의 극복, 적절한 당쇄 관련 효소를 찾아서 co-/overexpression시켜서 곤충에서 완벽한 당쇄를 가진 재조합단백질 생산 유도, ER chaperone의 co-/overexpression에 의한 분비촉진, 효모에서 당쇄 관련된 효소기능은 조금씩 연구되기 시작했지만, 곤충에서의 기능 연구는 아직 세계적으로도 미흡하며 국내에서는 전무한 실정, glycosylation관련 효소의 탐색 및 co-/overexpression으로 정상 당단백질 생산, 각 chaperone의 고유기능과 이들의 상호작용 규명, 각 chaperone과 co-/overexpression에 의한 단백질분비촉진 system 확립, 단백질 발현 및 생합성조절을 PEK를 중심으로 신호전달 기전의 확립.</p> <p>③ Mammalian cell에서의 발현연구 : Mammalian세포에 baculovirus는 침입하지만 증식은 못함, 대부분의 mammalian 분비신호기작은 곤충세포에서 거의 동일, mammalian 세포와 곤충세포에서 동시 발현하는 BEVS는 없음, mammalian세포에 영향을 주지 않는 저수준의 발현을 조절할 수 있 는 인자 탐색 (chaperone&folding효소를 중심으로), mammalian세포에서 BEVS를 이용한 재조합단백질 생산시스템 개발, 외부유전자를 이용한 유전자 치료의 vector로 이용.</p> <p>④ 단백질의 대량생산을 위한 신호전달 연구 : eIF-2a와 pancreatic eIF-2a (PEK)를 중심으로 규명, 여러 종류의 외부 스트레스에 의해서 eukaryotic 세포는 dramatic하게 eIF-2a 의 phosphorylation에 의해서 protein synthesis이 감소, 최근에 분리된 PEK는 ER transmembrane 단백질로서 ER내에서 ER stress에 대응하여 정상적인 protein folding을 할 수 있도록 함, PEK는 거의 모든 조직에서 발현하지만 특히 se-cretory tissue에서 더욱 높은 발현을 나타냄, ER stress에 의한 분비단백질의 합성 감소는 misfolding된 신생단백질이 secretory pathway로 들어가는 것을 막기 때문에 이 기전을 이해하면 불량단백질의 제거와 함께 정상 분비단백질의 분비촉진을 기대할 수 있음.</p>