생명과학회지 (Journal of Life Science)

  • 제6권4호
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  • Pages.304-312
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  • 1996
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  • 1225-9918(pISSN)
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  • 2287-3406(eISSN)
한국생명과학회 (Korean Society of Life Science)
권호 표지

트립토판 중합료소 $\alpha$ 소단위체의 대장균내 구조형성과정에서의 Ser-33과 Asp-112 잔기의 역할

Role of Ser-33 and Asp-112 Residues in In vivo Folding of E, coli Tryptophan Synthase $\alpha$ Subunit

  • 유충배 (부산대학교 분자생물학과) ;
  • 신혜자 (동서대학교 환경공학과) ;
  • 임운기 (부산대학교 분자생물학과)
  • 발행 : 1996.12.01
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초록

최근에 발표된 연구 결과에 의하면 대장균 트립토판 중합효소(tryptophan synthase) $\alpha$ 소단위체에서 33번 잔기의 세린과 112번 잔기의 아스팔산은 이 효소의 구조 형성 과정(folding)에 관여하는 것으로 보여진다. 이들 효소를 대장균내에서 과발현시켰을 때, SL33(잔기 33번의 세린이 류신으로 치환) 효소는 대부분 웅집된 덩어리형태의 효소로 생성되고, DG112(잔기 112번의 아스팔산이 글리신으로 치환) 효소와 DN112(아스랄산이 아스파라진으로 치환) 효소는 야생형 효소와 비슷한 양의 수용성형태로 생성된다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 이 효소의 구조 형성 과정동안 33번 잔기와 112번 잔기가 상호 작용하는 가를 조사하기 위하여 주 자리 잔기 치환 단백질을 만들어 이들의 성질을 단일 잔기 치환 단백질들과 비교하였다. 이들을 대장균내에서 젖당으로 과생산하여 전기영동으로 조사하여 본 결과 SL33 단일 잔기 치환 효소에 비해 SL33/DG112 이중 치환 효소는 현격히 보다 많은 양이 응집된 형태의 불용성 효소로 생성 되며, SL33/DN112효소는 많은 양의 효소들이 가용성 효소로 생성되었다. Densitometer로 정량한 결과 SL33/DN112 치환 소단위체는 SL33 치환 소단위체에 비해 가용성 형태의 양에 대한 응집된 형태의 양의 비가 6시간 젖당처리시 약 5배, 22시간 젖당처리시 약 13배 증가하였으며, SL33/DN112 치환 $\alpha$ 소단위체는 그 비가 1/4-1/3로 감소했다. 이러한 결과는 331번 위치에서 세린이 류신으로 치환되었을 때 나타나는 구조 형성 과정의 변화를 112번 위치에 새로 치환된 글리신 또는 아스파라진이 영향을 미쳐, 구조 형성 솨정 변화가 더욱 더 변화했거나 원상태로 어느 정도 회복되었음을 의미한다. 이 결과는 대장균 트립토판 중합효소 $\alpha$ 소단위체의 N 말단 도메인(N-terminal domain)의 구조 형성 과정시 33번 잔기와 112번 잔기가 상호작용을 하고 있음을 시사해 주고 있다.

In the present report, a p[ossibility of the interaction fo Ser-33 and Asp-112 residues in folding of tryptophan synthase $\alpha$ subunit was explored by examining the effect of single or double substitution of these residues on folding of $\alpha$ subunit in E. coli. $\alpha$ subunit of which Ser-33 was substituted with Leu (SL33) was accumulated as insoluble aggregate form, when overproduced in E. coli, whereas $\alpha$ subunit of which Asp-112 was replaced by Asn (DN112) or Gly (DG112) was accumulated as soluble form to the similar extent as wild type $\alpha$ subunit was. When these alterations were combined into one protein, the synergistic effect of residues 33 and 112 on the amount of aggregate form was shown. The amount of doubly altered SL33/DG112 $\alpha$ subunit as aggregate form was increased 5-13 fold that of SL33 $\alpha$ subunit, and the amount of SL33/DG112 $\alpha$ subunit as aggregate form was decreased 3-4 fold that of SL33 $\alpha$ subunit. Aggregates are derived from the specific association of partially folded or unassembled subunits in the folding process. Therefore, this result suggests that residues 33 and 112 of $\alpha$ subunit may unteract during the folding of this enzyme in E. coli.

키워드

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