독성과 잔류성이 높다는 이유로 방향족 화합물은 환경오염물질로서 문제시 되고 있는데 이를 에너지원으로 이용할 수 있는 미생물들의 발현특성이 바이오센서의 개발연구에 유용하게 활용 될 수 있기 때문에 이와 관련된 연구들이 활발하게 진행되었다. 본 연구에서는 CapR 단백질과 촉진유전자 Po0와의 상호작용을 광학현상을 이용하여 실시간으로 확인할 수 있는 SPR 방법으로 연구하였으며 본 연구 시스템은 CapR 단백질의 기능에 관련된 인자들의 검색 및 기작을 연구하는 데 유용하게 활용될 수 있다.
<h1>서 론</h1> <p>방향족 화합물은 독성과 잔류성이 높아 환경오엄물질로서 문제시 되고 있다. 이런 방향족 화합물을 에너지원으로 이용할 수 있는 미생물들은 이들을 분해하는 능력이 있다. 이는 일련의 효소들에 의하며, 이둘의 분해과정과 그 기작은 매우 많은 주목을 받아 왔다. 근래에는 이들의 발현조절 기작에 대한 연구도 활발하다. 이는 발헌이 조절인자와 방향족화합물의 특이적인 결합에 의해 이루어지는 데 이러한 특성이 바이오센서의 개발연구에 매우 유용하게 활용될 수 있기 때문이다 .</p> <p>지금까지 연구된 방향족 화합물을 분해하는 여러 가지 활성인자가 알려져 있으며, 특히 유해한 페놀계 화합물에 관련된 활성인자는 \( \mathrm { NtrC } \) 그룹에 속한다. 이 중 Pseudomonas sp. strain CF600에서 유래한 \( \mathrm { DmpR } \) 가 활발이 연구되어 있으며 , 그 외에도 PheR, PhhR, 그리고 PhlR 등이 있다. NtrC 그룹의 활성인자들은 신호를 인지하는 \( \mathrm { A } \)도메인과, 중심 활성부위인 \( \mathrm { C } \) 도메인, 이들을 연결하는 \( \mathrm { B } \)도메인, 그리고, DNA에 결합하는 helix-turn-helix 구조를 갖는 D 도메인으로 구성된다. 이 그룹의 활성인자들은 \( \sigma ^ { 54 } \)와 함께 RNA 중합효소와 복합체를 형성하여 전사를 조절하게 된다 . 이들은 조금씩 다른 염기서열을 가지고 있으며, 페놀계 화합물을 인지하는 A 도메인에서의 차이는 다른 페놀계 화합물에 대한 서로 다른 특이성을 나타내게 된다.</p> <p>본 연구에서는 페놀계 화합물을 분해하는 데 관련된 활성인자인 CapR 단백질과 이것이 결합하는 촉진유전자 \( \mathrm { Po } _ { 0 } \)와의 상호작용을 SPR (surface plasmon resonance) 방법으로 연구하였다. SPR는 독특한 광학 현상을 이용하여 센서칩 표면에서 일어나는 물질간의 결합 및 분리 과정을 실시간으로 확인할 수 있는 방법이다 \( [3,4,7] \). 비오틴이 부착된 촉진유전자를 streptavidin과 연결된 CM5 표면에 고정시 켜서 칩을 만들고, 이들의 페놀과 CapR과의 상호작용을 Biacore 3000 로 조사하였다. 본 연구 시스템은 CapR 단백질의 기능에 관련된 인자들의 검색 및 기작을 연구하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.</p> <h2>재료 및 방법</h2> <h3>박테리아 균주</h3> <p>대장균 균주 BL21 (hsdS gal (cits857 ind1 Sam7 nin5 lacUV5-T7gene 1))은 T7 - tag을 가진 CapR 단백질을 발현되는데 사용하였다.</p>