Genetic Incorporation of Unnatural Amino Acids Biosynthesized from α-Keto Acids by an Aminotransferase.
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이현수
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000052441
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
Four unnatural amino acids (UAAs) were synthesized from the corresponding α-keto acids by using the glutamine aminotransferase (GlnAT) of Thermus thermophilus HB8. The enzyme efficiently catalyzed the conversion of the unnatural substrates, with little decrease in its activity compared to that shown toward its natural substrates. The α-keto acids were converted into the corresponding amino acids in cells, which were directly incorporated into a protein. The incorporation efficiency obtained using α-keto acids was comparable to that obtained using UAAs. Because α-keto acids have no chiral center and are synthetically readily accessible, this method will further enhance the genetic incorporation technology and may present a new approach to the preparation of optically pure UAAs. In addition, this study can provide an impetus for the development of an autonomous unnatural organism that can synthesize and incorporate UAAs.
more초록/요약 도움말
단백질 구조와 역할의 연구에서 여러 작용기를 가진 비자연 아미노산(Unnatural Amino Acid : UAA)의 도입이 확대되고 있다. UAA는 간단하고 높은 효율성으로 단백질에 유전적으로 도입된다. 이러한 유전적인 방법에서는, host cell에 evolved tRNA/aminoacyl-tRNA synthetase pair와 target 단백질이 주입되는 시스템을 이용한다. 이때 growth medium에 UAA를 첨가하여 synthetase pair가 효과적으로 단백질에 비자연 아미노산을 도입시킨다. 최근 연구에서 약 70여 종의 UAA가성공적으로 단백질에 유전적으로 도입되었고, 이러한 UAA 중, 구입이 가능한 것은 Tyrosine이나 Phenylalanine 구조를 바탕으로 한다. 하지만 보통 가격이 높거나 생화학적으로 관심이 큰 아미노산들은 구입이 불가능해 여러 복잡한 단계를 거쳐 합성을 해야 한다. 또한, UAA가 도입된 단백질을 정제하기 위해서는 많은 양의 아미노산이 필요한데, 만약 Racemic 아미노산을 사용하면 단백질 발현 효율이 반으로 줄어, 광화학적으로 순수한 아미노산을 얻는 것이 중요하다. 따라서, UAA를 좀 더 적은 비용으로 공급할 수 있는 새로운 기술이 필요하다. 한가지 방법은 UAA의 precursor를 host cell이 UAA로 전환해서 직접 자기자신에 도입 하는 것이다. 이러한 유전적 도입 방법을 이용하면 더 경제적이고 유용하며, 이러한 UAA의 생합성으로서 스스로 UAA를 생합성 하여 직접 도입하는 organism의 디자인이 가능하다. 이 연구에서, aminotransferase 효소를 발현하는 bacteria cell을 이용해 UAA가 생합성 되어 직접 단백질에 도입될 수 있다는 것을 보이려 한다.
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