- 셀레늄 단백질의 기능 유전체학적 연구
Selenophosphate Synthetase 1 (SPS1)의 기능 연구
셀레늄은 동물세포를 최소배지에 배양할 때 필수원소로 첨가되어야 할 정도로 생체에 없어서는 안될 매우 중요한 미량원소이다. 그러나 과잉 공급된 셀레늄은 오히려 생체에 독성을 나타내므로 셀레늄의 양이 세포 내에서 매우 엄격히 조절되어야 한다. 셀레늄을 적정량 섭취하였을 경우 개체성장이 촉진되며 수명이 통계적으로 유의한 수준에서 연장된다고 알려져 왔다. 또한 셀레늄은 암세포 증식억제, 근육 및 신경분화 촉진, 아팝토시스(Apoptosis) 유도/억제, 바이러스 증식억제, 면역작용 강화등 다양한 생리적 조절작용을 수행하는 것으로 보고되었다.
Fig. 1. 사람의 건강과 관련된 셀레늄의 주요 기능
이러한 셀레늄은 단백질에서 분리된 요소로 존재하거나 아니면 공유결합을 통해서 존재하게 된다. 공유결합한 셀레늄은 셀레노메티오닌 또는 셀레노시스틴의 형태를 이루고 있는데 특히, 셀레노시스틴은 cotranslational mechanism으로 삽입되고 그것이 UGA 코돈과 셀레노시스틴 tRNA라는 독특한 tRNA에 의해 이루어지기 때문에 21번째 아미노산이라 불린다.
Fig. 2. 진핵생물에서 셀레늄 단백질의 합성 경로
생체내에서 무기 셀레늄인 selenide를 이용하기 위해서는 유기 셀레늄인 selenophosphate의 변환이 필수적인데 여기에 작용하는 효소가 selenophosphate synthetase(SPS)이다. 진핵생물에서 SPS는 SPS1과 SPS2 두가지의 형태로 존재하는데 SPS2는 그 자체가 셀레늄 단백질이며 SPS의 기능을 한다고 보고되고 있다. 또한 SPS1의 경우 SPS의 기능뿐만 아니라 다른 기능을 수행하고 있을 것으로 생각되며 본 연구진은 SPS1의 또 다른 기능을 연구 하기 위해 Drosophila cell과 human cell 에서 RNA interference 를 통한 knock down 세포에서 microarray 를 이용한 transcriptome 분석을 통해 SPS1의 기능을 밝히고 있다. 또한 SPS1의 knock out mice를 이용하여 조직 특이적인 기능과 개체 수준에서의 기능 연구를 진행 시키고 있다.