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포유동물의 peptidoglycan 인식 단백질 (PGRP)

경상대학교 생물학과 / 조주현

서론

자연면역체계(innate immune system)는 곤충에서 인간에 이르는 모든 생물들이 가지고 있는 병원균 감염에 대한 최전방 방어 기작으로서 감염직후 수분 내에 활성화되어 초기에 대량으로 유입된 병원균을 짧은 시간에 중화시켜 더 이상의 병원균의 확산을 막는 역할을 수행한다[1, 2]. 자연면역체계에서 침입병원균의 인지는 패턴 인식 단백질(pattern recognition protein)에 의해 이루어지는데 이들은 phagocyte의 표면이나 세포질, 혈장 내에 존재하며, peptidoglycan (PGN), lipopolysaccharide (LPS), lipoteichoic acid (LTA), b-1,3-glucan과 같이 숙주세포에는 존재하지 않고 미생물에만 공통적으로 존재하는 molecular pattern (pathogen-associated molecular pattern; PAMP)을 인지하여 phagocytosis나 항균펩타이드/단백질(antimicrobial peptide/protein)의 합성 유도와 같은 innate effector mechanism을 활성화시켜 침입 미생물을 제거한다[2, 3]. PGN recognition protein (PGRP)은 패턴 인식 단백질의 일종으로 세균의 세포벽에 존재하는 PGN에 binding하거나 일부의 경우 PGN을 분해하는 역할을 한다[4]. 이들은 곤충에서 인간에 이르기까지 진화적으로 잘 보존되어 있으며, 원핵생물의 PGN-lytic type2 midase와 유사한 약 165개 정도의 아미노산으로 구성된 domain (PGRP domain)을 공통적으로 가진다[5]. 현재까지 PGRP의 기능에 관한 연구는 주로 곤충에서 이루어졌는데, 초파리(Drosophila)의 경우 13개의 유전자로부터 만들어진 19개의 PGRP를 가지고 있으며 이들 중 PGRP-SA와 PGRP-SD는 Lys-type PGN을 인지하여 Toll pathway를 통해 항균펩타이드의 합성을 유도하며, PGRP-LC와 PGRP-LE는 DAP-type PGN을 인지하여 IMD pathway를 통해 항균펩타이드의 합성을 유도하는 것으로 알려져 있다[6]. 반면 인간을 포함한 포유동물의 PGRP는 antimicrobial effector 생성에 관련된 신호전달 체계의 inducer로 작용하는 곤충의 PGRP와는 달리, 직접적인 항균활성을 통해 미생물 감염에 대한 생체 방어 기능을 수행한다[7]. 본 총설에서는 곤충과 포유동물 PGRP의 이러한 기능적인 차이점을 인간 PGRP에 대한 최근의 연구 결과들을 토대로 살펴보고자 한다.

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