호기성 환경에서는 피할 수 없이 활성산소종이 생기며, 이를 제거하기 위해 호기성 생물은 항산화물질을 보유하고 있다. 대부분의 생물에서 퍼옥시레독신이 발견되며, 포유류 세포는 최소 여섯 종류의 퍼옥시레독신 동위효소를 가진다. 퍼옥시레독신은 NADPH, 티오레독신 환원효소, 티오레독신으로 구성된 티오레독신 시스템에서 환원력을 얻어 과산화물을 환원시킨다. 본 연구에서는 TSA1의 퍼옥시레독신과 분자 샤페론의 기능에 있어 아스 파트산 잔기와 세린 잔기의 역할을 분석하였다.
<h1>서 론</h1> <p>호기성 환경에서 필연적으로 발생하는 세포 내 활성산소종을 제거하기 위해 모든 호기성 생물은 효소적 또는 비효소적 항산화물질을 가지고 있다. 과산화물 음이온은 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈(superoxide dismutase), 슈퍼옥사이드환원효소(superoxide reductase)에 의해 제거되고, 과산화수소는 카탈라아제(catalase), 글루타치온 과산화효소(glutathioneperoxidase, GPx), 퍼옥시레독신(peroxiredoxin, Prx), 아스코르브산 과산화효소 및 사이토크롬 C 과산화효소에 의해제거된다. 그리고 아스코르브산(vitamin C)과 비타민 E는 비효소적 항산화제로 역할을 한다. 퍼옥시레독신은 대부분 살아있는 생물에서 발견되며 포유류 세포는 적어도 여섯 종류의 퍼옥시레독신 동위효소를 가지고 있다. 퍼옥시레독신은 NADPH, 티오레독신 환원효소, 티오레독신으로 구성된 티오레독신 시스템으로부터 환원력을 얻어 과산화물을 환원시킨다. 촉매 메카니즘에 기초하여퍼옥시레독신을 정형 2-Cys 퍼옥시레독신(typical 2-CysPrx), 비정형 2-Cys 퍼옥시레독신(atypical 2-Cys Prx) 및 1-Cys Prx의 3가지 그룹으로 분리할 수 있다. 정형 2-Cys Prxs(Prx I-IV)는 아미노말단에 과산화물과 직접 반응하여 촉매활성에 필수적인 시스테인 잔기(peroxidatic cysteine)와, 아미노말단 시스테인 잔기를 재생시켜 주는 카복시말단 부위의 시스테인 잔기(resolving cysteine)를 가지고 있다. 촉매과정 중 아미노말단 시스테인은 과산화물과 반응하여 술펜산으로 환원되고, 다른 퍼옥시레독신의 카복시말단 부위의시스테인 잔기와 분자 사이 이황화 결합을 형성하게 되며 이는 티오레독신 시스템에 의해 환원된다. 술펜산으로 환원된비정형 2-Cys Prx (Prx V)의 아미노말단 시스테인은 동일 소단위체의 카복시말단 부위의 시스테인 잔기와 분자 내 이황화결합을 형성하며 이는 티오레독신에 의해 환원된다. 반면에 1-Cys Prx (Prx VI)은 술펜산을 형성하며 황화합물에 의해 환원될 수 있는 하나의 촉매 시스테인 잔기를 가지고 있다.</p> <p>일부 2-Cys 퍼옥시레독신은 퍼옥시다아제 활성뿐 만 아니라 분자 샤페론으로 기능을 한다고 보고하였다. 샤페론단백질은 단백질 합성 시 정상적인 구조를 유지할 수 있도록 올바른 접힘을 도와주는 기능을 한다. 그리고 분자 샤페론 단백질은 올바른 접힘이 이루어지지 않거나, 접힘구조를 유지하지 못한 미성숙한 경우, 단백질이 변형에 의해접힘 구조가 풀린 경우 및 세포 내 이동을 위해 단백질의 구조가 풀어진 경우 불안정한 구조의 단백질과 반응하여 단백질의 응집을 방지하고 올바를 구조를 유지할 수 있게 도와주는 기능을 하는 것으로 보고되었다.</p> <p>많은 종류의 퍼옥시레독신에서 촉매활성에 필수적인 시스테인 잔기와 그 주위의 아미노산에 관한 기능적 특성에 대해서는 잘 알려져 있다. 정형 2-Cys Prx에 속하는 퍼옥시레독신의 아미노산 서열을 정렬하였을 때 시스테인 잔기이외에 잘 보존되어 있는 아스파트산 잔기와 세린잔기를 확인하였다. 지금까지 이 잔기에 대해서는 거의 알려지지 않았다. TSA1은 효모 Saccharomyces cerevisiae에서 최초로 발견된 퍼옥시레독신으로 정형 2-Cys Prx에 속한다. 본 연구에서는 TSA1의 퍼옥시레독신과 분자 샤페론의 기능에 있어 아스파트산 잔기와 세린 잔기가 어떤 역할을 하는지에 대해 알아보고자 한다.</p>