The study of kinetics of membrane proteins into lipid bilayers
인지질 이중층으로 침투하는 막 단백질의 동역학 연구
- 주제(키워드) X-ray reflectivity , lipid bilayers , membrane proteins
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 김현정
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 물리학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045887
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
본 연구에서는 인지질 이중층과 막 단백질의 상호작용을 X-ray reflectivity를 이용하여 실시간, in-situ로 측정하였다. 생물체를 구성하는 세포의 기본 요소인 인지질은 친수성을 띠는 머리 부분과 소수성을 띠는 꼬리 부분으로 구성되어 있으며 수용액 속에서 친수성 실리콘 기판 위에 자기조립방법으로 이중층이 형성된다. 인지질과 막 단백질 간의 층 형성 및 구조에 관한 연구는 세포의 기능과 구성 요소 간 상호작용 메커니즘을 이해하는 데에 매우 중요하며 향후 단백질, DNA, 항체 또는 세포 등을 감지물질로 고밀도 집적화하는 나노 바이오칩 등의 기술 개발에 필수적이다. X-ray scattering 실험은 포항가속기의 5A beamline에서 수행되었으며, 높은 에너지에서 수용액을 통과하는 X-ray의 흡수가 최소화되기 때문에 20keV의 X-ray를 이용하였다. 인지질의 농도를 달리했을 때, 인지질이 이중층으로 정렬되는 시간을 측정하였다. 그 후 막 단백질 중 하나인 rhodopsin을 넣었을 때의 인지질 이중층의 변화를 연구하였다. Small size liposome 형태를 이루고 있는 rhodopsin을 넣었을 때 꼬리 부분의 전자 밀도가 증가하는 변화가 보이는 반면, large aggregated liposome 형태의 rhodopsin을 넣었을 때와 인지질을 첨가한 경우에는 아무런 변화가 보이지 않았다. 이를 통해 small size liposome 형태를 이루고 있는 rhodopsin이 인지질의 꼬리 부분으로 삽입되는 침투 메커니즘을 설명하였다.
more초록/요약
We measured in situ X-ray reflectivity for studying the interaction between the lipid bilayers and the membrane proteins. Lipids are self-assembled as bilayer on a hydrophilic silicon in liquid with proper concentration. Lipids, crucial components of membrane, consist of hydrophilic and hydrophobic parts. It is important to understand their layer formation and structures between lipids and membrane proteins because it can be a model study of the mechanism of interaction between the function of cells and their components. It is also essential for technological applications like nano biochip which integrates protein, DNA, antibody, cell, and etc. as a material for perception with high density in the future. The X-ray scattering experiments were performed at the 5A beamline in Pohang Light Source. X-rays with 20keV photon energy were essential to use since the absorption in aqueous solution is low at high photon energy. The in-situ bilayers formation as a function of time was measured as a function of the concentration of lipids. We found that the stabilization time depending on the concentration follows where x is the concentration of lipids in the range of 0.005-0.03 mg/ml. Then we added rhodopsin to see the changes on the lipid bilayers. When we added small size liposome rhodopsin to the lipid bilayers, electron density of tail part increased. On the other hand, it was not changed when large aggregated liposome rhodopsin or lipid was added to the lipid bilayer. This explains that the rhodopsin goes into the lipid bilayer.
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