바이오인

세포 생합성과 대사조절 핵심조효소 측정과 이미징 연구동향

전남대학교 생물학과 유 수경, 김 근중 교수

1. 개요

합성생물학의 근본적인 목표 중 하나는, 능동적으로 조절이 가능한 스마트 세포를 만들어 중요산물의 고생산을 위한 공장(factory)이나 전세포 바이오 센서, 혹은 약물전달 과정의 전달체로 이용하는 것이다. 이러한 결과물의 달성 여부는 생체 내 고분자와 저분자의 적절한 생성과 상호작용 이해, 그리고 이들 과정을 통합한 생리대사의 합리적 재설계가 가능한지의 여부에 달려 있다. 따라서 이들 요소의 생체 내외에서의 활성과 거동과정을 실시간에 가깝게 모니터링 할 수 있는 기술개발이 중요한 선결과제가 된다. 이런 요소기술 중 하나가 세포대사생리에 환원력을 제공하는 조효소의 정밀한 측정법이다. 성장과 분열이라는 세포대사생리 결과의 과정을 지속하기 위해서는 전자와 프로톤으로 대표되는 에너지가 필요하고, 이를 조효소가 주로 전달하기 때문이다.

세포대사생리 과정에 참여하는 조효소는 많은 종류가 알려져 있고, 그 기능에 관해서도 잘 연구되어져 있다. 고에너지 화합물 전달체로도 알려져 있는 NADPH 는 NADH 와 함께 adenine dinucleotide 골격을 공유하며 산화환원효소(oxidoreductase와 dehydrogenase)의 생합성 반응과 자기 방어과정, 제독과정, 그리고 항상성 유지에 필요한 전자 공여체로 참여해 환원력을 제공하는 조효소이다. 이들 조효소의 산화물(NAD+와 NADP+)은 (주로)생체 이화반응에서 생성되는 에너지를 전자와 프로톤 형태로 수용하는 기능을 담당 한다 (그림 1 참조).

그림1. 생체 에너지 흐름과 생합성, 그리고 대사생리와 항상성 조절에 중요한 조효소

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