Genetic Incorporation of Metal-chelating Amino Acids and Its Applications
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이현수
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049530
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
Proteins evolved to perform a variety of catalytic tasks. Given the essential roles of proteins in life, understanding the structure and function of proteins is important. Because the twenty canonical amino acids contain simple functional groups and their application is limited, tremendous efforts have been made to introduce unna -tural amino acids into proteins to study protein structure and function. This thesis describes the genetic incorporation of (1,10-phenanthrolin-3-yl)alanine and the design and biosynthesis of artificial metalloenzymes for asymmetric synthesis. The phenanthroline-containing amino acid was genetically incor- porated by using the previously evolved aminoacyl tRNA synthe -tase (aaRS)/tRNA pair for (2,2-bipyridin-5-yl)alanine. The aaRS incorporated the amino acid into green fluorescent pro- tein, and SDS-PAGE and MALDI-TOF mass analyses confirmed the efficient and specific incorporation. The incorporation of the phenanthroline-containing amino acid can be applied to biosyn-thesis of metal-containing proteins. To design and synthesize artificial metalloenzymes, metal-chelating amino acids were introduced into proteins. SDS-PAGE analysis of the purified proteins showed efficient incorporation of the target amino acid. Application of these proteins containing metal-chelating amino acids will be discussed.
more초록/요약
단백질의 구조와 기능연구는 생명현상의 이해와 응용에 중요하나 아미노산들의 작용기가 비교적 단순하기 때문에 구조와 기능을 연구하는데 한계가 있다. 이 한계점을 극복하기 위해 비천연 아미노산을 단백질에 도입하려는 많은 노력이 있어 왔고 최근 비천연 아미노산을 단백질의 원하는 위치에 쉽게 도입하는 방법이 개발 되었다. 우리 실험실에서는 이 세포 내 단백질 합성 시스템을 이용하여 비천연 아미노산을 도입하는 방법을 택해 metal binding unnatural amino acid을 포함한 단백질을 만들었다. 이 논문에서는 생체 내 단백질 합성 시스템을 이용하여 (1,10-phenanthrolin-3-yl)alanine을 도입하고, 디자인 하고 그리고 비대칭 화합물을 위한 artificial metalloenzymes을 생 합성하는 것에 대해 이야기 하고자 한다. Phenanthroline 작용기를 가진 아미노산을 이전에 (2,2-bipyridin-5-yl)alanine을 위해 개발된 aminoacyl tRNA synthetase/tRNA을 이용하여 생체 내 단백질 합성 시스템을 이용하여 도입했다. aaRS을 이용하여 (1,10-phenanthrolin-3-yl)alanine을 green fluorescent protein(GFP)에 도입하었고 이를 SDS-PAGE 와 MALDI-TOF mass를 통해 효율적으로 도입되었음을 확인하였다. Phenanthroline 작용기를 가진 비천연 아미노산의 도입은 metal containing 단백질의 생합성에 이용될 수 있을 것이다. Artificial metalloenzymes을 설계하고 합성하기 위해 metal-chelating 아미노산을 단백질에 도입하였다. 정제한 단백질의 SDS-PAGE 분석은 target 아미노산이 성공적으로 도입되었음을 보여준다. Metal-chelating아미노산이 도입된 단백질의 응용은 앞으로 의논될 것이다.
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