Molecular Cloning and Characterization of a Novel Metallothionein Isoform Expressed in Tiger Shark(Scyliorhinus torazame)

두툽상어(Scyliorhinus torazame)Metallothionein cDNA의 cloning 및 이의 분자적 특성

A complementary DNA encoding metallothionein(MT), a heavy metal-responsive protein was cloned from a cartilaginous shark species. Scyliorhinus torazame. An expressed sequence tag(EST)from the shark liver, which showed high similarity with a MT gene, was isolated and its full-length sequence(390bp)was determined. The putative shark MT cDNA sequence contained an open reading frame consisting 68 amino acids and 182bp of 3-untranslated region including the poly (A+) signal. The deduced amino acid sequence was 41-54% identical to those of other animals including mammals and fish species. Tiger shark MT cDNA showed high conservation in the Cys regions. however, peculiarly contained not only additional five amino acids just prior to the conserved beta-domain but also a Ser residue at C terminal, which has not been seen in other MT sequences.

두툽상어의 간조직 cDNA library의 EST를 통해 중금속의 세포내 농도 조절과 환경으로부터 흡수한 유해 중금속의 해독작용 등의 기능을 수행하는 MT 유전자를 cloning하였다. 염기서열 분석 결과 두툽상어의 MT 유전자는 204bp의 coding 영역과 182bp의 3'UTR 영역으로 구성되어 있었으며, 종결코돈 이후 162bp의 polyadenylatin 신호서열과 이로부터 15bp 이후의 poly(A)서열 등이 확인되었다. 염기서열로부터 유추한 68개의 아미노산 서열에는 다른 척추동물에서와 같이 Cys 잔기가 전체의 29.4%(20/68)로 풍부하였으며, 아미노산 서열수준에서 포유류와는 43~54%, 어류들과는 41~45%의 상동성을 나타냈었다. 특히 20개의 Cys은 어류와 18개가 다른 척추동물과는 19개가 잘 보존되어 있었다. 두툽상어 MT는 특이하게 모든 척추동물에서 잘 보존된 $\beta$-domain 끝 쪽의 9번째 Cys앞에 5개의 아미노산을 더 갖고 있었으며, 경골어류 MT의 특징인 4번째 위치의 gap이 없고, 18번째 Cys의 위치가 어류와 달리 다른 척추동물들과 같았다. 또한 C 말단의 아미노산 잔기가 다른 생물체와는 모두 다른 Ser을 갖는 특징을 나타내었다. 이와 같은 두툽상어 MT유전자의 특징들은 연골어류의 분자적 진화과정을 알 수 있는 분자 표지유전자로 이용할 수 있을 것이다.