G 단백질 결합 수용체(G protein-coupled receptor, GPCR)는 다양한 생리적 및 화학적 과정에 관여하며, 의약 및 산업적 응용을 위한 중요한 표적 단백질로 알려져 있다. 나노디스크는 GPCR과 같은 막단...
G 단백질 결합 수용체(G protein-coupled receptor, GPCR)는 다양한 생리적 및 화학적 과정에 관여하며, 의약 및 산업적 응용을 위한 중요한 표적 단백질로 알려져 있다. 나노디스크는 GPCR과 같은 막단백질의 구조적, 기능적 연구 뿐만 아니라 바이오센서 및 약물 검출 플랫폼에도 적합한 안정적인 인지질 이중층 환경을 제공한다.
본 연구에서는 E. coli에서 발현된 GPCR을 정제한 후, 두 가지 서로 다른 조립 방법을 이용하여 나노디스크에 재구성하였다. 각 성분을 개별적으로 준비한 후 동시에 혼합하는 기존의 직접 조립(direct assembly) 방식 대신, 정제된 GPCR을 미리 조립된 맨 나노디스크에 삽입하는 대체 전략을 고안하고 평가하였다. 또한, 맨 나노디스크의 장기 저장 안정성과 공정 안정성을 다양한 온도 조건에서 분석하였으며, 향후 바이오센서 응용을 고려하여 그 특성을 평가하였다. 이러한 맨 나노디스크 기반 공정은 재현성, 저장 안정성, 문제 해결 용이성 측면에서 이점을 제공하며, GPCR이 삽입된 나노디스크의 대량생산에 유용한 전략으로 제시된다.
더 나아가, 단백질 발현 및 정제 과정에서의 용해도를 향상시키기 위해 염 농도를 최적화하여 응집을 최소화하고 GPCR의 나노디스크 삽입 효율을 높였다. 본 연구는 세 가지 대표적인 GPCR을 모델 시스템으로 활용하여, 미리 조립된 맨 나노디스크와 최적화된 염 조건을 기반으로 기능성 GPCR 나노디스크를 대량생산할 수 있는 확장 가능한 플랫폼을 구축함으로써, 향후 산업적 응용의 기반을 마련하였다.