DisProt 데이터베이스로부터 수용성 증진 융합 태그로 활용하기 위한 무정형 단백질 발굴: Disorder score의 중요성

Abstract

대장균 기반 재조합 단백질 생산은 다양한 바이오 연구 분야에 있어서 핵심적인 기반 기술이다. 그러나 많은 경우 재조합 단백질이 불용성으로 발현되며, 이들의 수용성을 향상시키는 것은 여전히 주요 난제로 남아있다. 단백질 융합 태그는 수용성 발현이 어려운 목적 단백질의 수용성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 최근 NEXT 태그로 대표되는 무정형 단백질(intrinsically disordered protein, IDP) 기반 태그가 단백질 수용성 증진을 위한 강력한 도구로 부상하고 있다. 본 연구에서는 수작업으로 검토하고 선별된 IDP 저장소인 DisProt 데이터베이스로부터 새로운 IDP 태그를 발굴하고자 하였다. NEXT 태그와 달리, 선별된 후보 태그들(λN, Phd, NEP, Arc)을 사용한 경우 두 종의 목적 단백질(βTaCA, PETase)의 수용성 발현에 실패하였다. 기대와 달리 이 후보 태그들은 높은 비율의 secondary structure를 지니고 있었으며, 이것이 목적 단백질의 수용성 발현 실패의 원인으로 파악된다. IUPRed3 및 DISpro를 이용한 disorder 예측 및 scoring을 통해 NEXT 태그와 다른 후보 태그들이 명확히 구분될 수 있었다. 본 연구 결과는 DisProt 데이터베이스 자원으로부터 효과적인 수용성 증진 IDP 태그를 발굴할 때, disorder score 기반 선별 과정이 필수적임을 시사한다.