정제된 26S Proteasome의 펩타이드 분해활성에 미치는 nucleotide와 단백질의 영향 = The effects of nucleotides and proteins on the peptidase activities of the purified 26S proteasomes

국문 초록 (Abstract)

26S proteasome은 진핵세포에서 ubiquitin이 결합된 단백질들을 분해하는 ATP-의존성 단백질 분해복합체로서 19S ATPase 복합체와 20S core proteasome으로 구성되어있다. Proteasome의 단백질 분해활성과 ATP와의 상관성을 규명하기 위해 토끼의 근육조식으로부터 26S proteasome을 순수분리하고, 펩타이드 분해활성에 영향을 주는 요인들을 분석하였다. 이 연구에서 nucleotide 결합이 26S proteasome을 안정화시키고, 또한 chymotrypsin-like, trypsin-like, post-acidic 펩타이드 분해활성을 3-5배 증가시키는 것으로 나타났다. ATP와 CTP 및 분해되지 않는 ATP유사체인 AMPPNP도 펩타이드 분해를 활성화시켰다. 26S proteasome의 ATP분해를 위한 K_(m)은 42 μM인 반면, 펩타이드분해 활성화를 위한 ATP의 K_(a)는 1 μM이하로 나타났다. Nucleotide가 결핍 시, 26S proteasome은 실온에서 3-5분의 반감기로 비가역적으로 비활성화되었다. 그러므로, ATP와 높은 친화성을 가진 구성성분이 ATP 분해없이 단지 결합만으로 26S proteasome을 안정화시키고, 펩타이드 분해를 지속적으로 가능하게 해주는것으로 사료된다.
여러 가지 단백질들이 proteasome의 펩타이드 분해활성에 미치는 영향을 조사해본 결과, 몇몇 단백질들이 ATP와 매우 유사하게 26S proteasome의 펩타이드 분해활성을 증가시켰다. 이러한 활성은 선택성을 보이며 특히 26S proteasome에 의해 분해되거나 인식될 수 있는 단백질이 보다 큰 활성화를 나타내는 것으로 보아, 구조의 안정화와 더불어 펩타이드 기질들이 proteasome의 분해활성 부위에 보다 잘 인식될 수 있도록 구조의 변화도 유발하는 것으로 사료된다. 또한, 잠재적인 활성을 가지는 20S proteasome은 이들 단백질에 의해 그 활성이 오히려 억제되므로, 이들의 결합부위는 26S proteasome의 조절부위(19S ATPase complex)에 있다고 예상된다.