BiP은 소포체 내에 chaperone 중의 하나로 C-terminus쪽의 substrate binding domain에 영향을 주는 다기능을 가지며, ER quality control을 하는 것으로 알려져 있다. 한편, BAP는 BiP의 핵산치환조절인자로 BiP의 ATPase domain에 결합하는 단백질로 알려져 있다. 이에 대해 본 연구는 Grp170과 같이 ER에 존재하여 ATPase domain을 갖는 인자에 대해 BAP이 Grp170과의 결합 특이성이 있는지를 분석한다.
<h1>서 론</h1> <p>소포체(Endoplasmic reticulum, ER)는 세포막의 합성뿐만 아니라 세포막에 존재하거나 세포외로 분비되어져야 할 단백 질을 합성하는 세포내 소기관이다. 세포질과는 달리 소포체에서 단백질이 새로 합성되어질 경우 disulfide bond가 형성되고 glycosylation 등의 수식이 일어나며 이와 동시에 folding과 assembly 과정이 folding enzyme과 molecular chaperone의 도움을 받아 이루어진다. BiP (Immunoglobulin binding protein 또는 Grp78)은 Pre-B cell에서 생산되는 면역글로불린 heavy chain에 결합되어진 단백질로서 발견되었다. BiP은 소포체 내에 존재하는 Hsp70 homologue로서 가장 많이 연구되어진 분자 chaperone 중의 하나로서 다기능을 가지며 ER quality control에 관여하고 있다. BiP의 다기능은 N-terminus쪽의 ATPase domain에 의한 ATP 가수분해가 일어나 C-terminus쪽의 substrate binding domain에 영향을 줌으로서 수행되는 것으로 알려져 있다. ATP가 가수분해 되어 발생한 에너지가 ATPase domain의 구조 변형, 연차적으로 substrate domain의 구조 변형으로 전달되며, 이 전달된 에너지는 substrate domain이 결합되어 있는 unfolded 단백질에 영향을 줌으로서 unfolded 단백질에서 folded 단백질로의 전환을 일으킨다고 추측되어지나 아직 정확한 연구결과는 보고되어 있지 않다. 따라서 BiP의 chaperone 기능은 ATPase domain 기능에 의해 조절된다고 할 수 있는데 이 조절작용에 대한 연구는 최근에야 활발하게 진행되고 있다. 그 이유로는 Hsp70과는 달리 BiP의 조절인자는 오랫동안 ATP hydrolysis 를 촉진하는 DnaJ homologue인 ERdj를 제외하고는 다른 조절인자가 전혀 밝혀져 있지 않았으며, 새로운 조절인자로는 최근에 BAP이 처음으로 발견되었기 때문이다. BAP (BiP Associated Protein)은 BiP의 핵산치환조절인자로서 yeast-two hybrid 방법을 통하여 BiP의 ATPase domain과 결합하는 단백질로 분리되었다. BAP은 BiP의 ATPase domain에 결합되어져 있는 ADP를 ATP로 치환하는 기능을 가지며, 이 치환의 결과로 ATP 가수분해가 촉진되는 것으로 현재 알려져 있다. BAP에 돌연변이가 유발되면 BAP의 돌연변이가 세포 내 단백질 축적으로 세포 병리적 현상을 유발하는 것으로 보고되어 BAP의 세포내 기능의 중요성을 유추할 수 있다. BAP의 핵산치환 기능은 BiP과 단백질 기질이 결합되어 있을 때 단백질 기질의 folding에 영향을 줄 것이라고 생각이 되어진다. 그 이유는 BiP에 결합되어져 있는 ADP를 친화도에 따라 치환시키는 ATP 포화 상태에서 unfold 기질 단백질이 BiP으로부터 해리되어 성숙되지 못한 상태에서 응집되는 것으로 보고되어 있기 때문에 핵산의 치환이 단백질의 성숙과 직접적 인 관련이 있을 것으로 여겨진다. 그러나 현재까지 BAP에 의한 핵산치환이 unfold 기질 단백질의 해리를 유발하는지에 대한 연구는 보고되어 있지 않다.</p> <p>본 연구는 B lymphoma와 COS-1 세포에서 생산한 면역글로불린 heavy chain-BiP 복합체를 사용하여 BAP이 unfold 단백질인 면역글로불린 heavy chain을 BiP으로부터 해리시킬 수 있다는 결과를 보여주고 있다. Grp170은 BiP과 같이 ER에 존재하는 또 하나의 Hsp70 homologue로 면역글로불린 heavy chain과 단백질 복합체를 형성하며, ATPase domain을 가지고 있다. 그러나 다른 Hsp70 homologue chaperone과는 달리 Grp170의 기능적 연구는 매우 부족하다. 따라서 Grp170의 기능연구를 위하여 BiP과 결합을 하는 BAP이 BiP 상동성 molecular chaperone인 Grp170과의 결합 특이성이 있는지에 대한 연구결과를 보고한다.</p>