단백질의 고차구조와 번역 후 수식 과정은 생체 내에서 중요한 역할을 수행하며, 단백질의 트래픽, 면역 반응 유발성, 분비 능력 등에 결정적인 영향을 미친다. 단백질이 ER lumen 내에서 적절한 구조를 갖추고 생물학적 활동을 발휘하기 위해서는, ER lumen은 산화 상태의 환경과 다양한 효소, chaperone을 제공한다. ER 내에서 잘못 접힌 또는 잘못된 글리코실화가 발생한 단백질의 이동은 억제되며, 이들 중 일부는 ER 내에서 분해되거나, 일부는 세포질로 이동하여 프로테아좀에 의해 분해된다.
<h1>본 론</h1> <h2>재조합단백질의 발현 : ER-Golgi secretory pathway</h2> <p>단백질의 고차구조 및 번역 후 수식과정 (post-transla-tional modification step)은 생체 내에서 단백질의 traffick-ing, immunogenicity 또는 분비능력등에 결정적으로 영향을 줄 수 있다. 특히 단백질의 작은 변형은 아주 특이적으로 단백질특성에 극적인 변화를 초래할 수 있다. 만약 배양세포로부터 얻은 재조합단백질이 진단약, 예방약 또는 치료제와 같은 의약용으로 사용될 목적이라면, 그들 고유특성에 가장 근접하는 것이 매우 중요하다. 재조합단백질이 고유한 특성을 잘 유지하기 위해서는 정확한 단백질생합성 과정이 유지되는 것과 함께 외부 인자에 의한 심한 교란이 생기지 말아야한다. 단백질 치료제와 같이 재조합 형태로 생산되는 대부분의 단백질은 분비당단백질이며, 이들의 fold-ing, assembly와 당쇄부가 (glycosylation)는 ER lumen에서 일어난다. ER lumen 단백질의 translocation은 CO-translation하게 일어나며, core glycan의 부가 역시 동시에 일어난다. 단백질이 ER lumen에서 정확한 구조를 가지고 정확한 생물활성을 가진 단백질이 되기 위해서 ER lumen은 산화상태의 환경과 ER에 존재하는 효소들과 여러 종류의 chaperone를 제공한다.</p> <p>ER에서 단백질의 3차구조형성을 촉매하여 기본골격형성에 가장 중요한 역할을 담당하는 protein disulfide isomerase (PDI)와 같은 효소와 GRP (glucose-regulated protein) family와 같은 chaperone은 고농도의 단백질의 존재 하에서 단백질의 folding 촉진과 함께 unfolded protein chain에 결합하여 비정상적인 단백질의 aggregation을 저지한다. 그리고 calreticulin과 calnexin과 같은 chaperone은 당단백질의 중간산물에 일시적으로 결함하여 당쇄형성의 품질관리 기전을 제공하여 정확하게 folding된 단백질만이 세포외의 분비를 허용한다. 실제로 ER lumen에서 N-linked glyco-sylation은 membrane-bound dolichol glycan carrier의 as-sembly를 요구하며, 완전한 core oligosaccharide는 이 car-rier로부터 성장하는 polypeptide에 운송되고 N-glycosidic bond를 통하여 asparagine잔기의 side chain에 연결된다. ER glycosylation을 위한 당 기질 (sugar substrates)의 대부분은 sugar nucleotide의 형태로 세포질로부터 공급된다. 분비단백질은 세포외로 분비되는 도중에 ER에서 coreglycan이 절단되고 새로운 carbohydrate의 부가가 일어나는 골지체를 통과한다. ER과는 달리, 골지체는 lipid-linked in-termediate를 사용하지 않고, 특이적인 transporter를 이용하여 세포질로부터 sugar nucleotide와 같은 glycosylation 전구체를 사용한다. 세포외로 misfold되었거나 부정확하게 glycosylation된 단백질이 운송되는 것을 저지하기 위하여 ER 내에 이들 단백질들은 머물게 되며 이들의 일부 단백질은 결국 ER 내에서 분해되거나, 다른 일부 보류 단백질은 세포질로 운송된 다음 proteasome 기작에 의해서 분해된다.</p>