Metal ion purification and determination of protein structure by genetically incorporating metal chelating amino acids
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이현수
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000053344
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
Basic concept of this paper is to make proteins having new function by genetically incorporating metal-chelating amino acids into proteins. These mutant proteins are used to make the new method of protein purification and to unravel the unknown crystal structure. For the first experiment, two metal-chelating amino acids derived from 2,20-bipyridine [3-(2,20-bipyridin-5-yl)-2-aminopropanoic acid, (BPA)] and 8-hydroxyquinoline [2-amino-3-(8-hydroxyquinolin-3-yl)propanoic acid, (HQA)] were genetically incorporated into Glutathione-S-Trasnferase (GST) and the mutant proteins were purified by using the metal ion affinity of the unnatural amino acids. The purification of the GST mutants containing 2-amino-3-(8-hydroxyquinolin-3-yl)propanoic acid (HQA) showed that the proteins could be efficiently enriched in Ni-NTA by the metal ion affinity of the unnatural amino acid and purified to excellent purity. This method should be very useful for general protein affinity purification, especially for proteins whose structure or function is affected by affinity tags fused to N- or C-terminals. For the second experiments, HQA was genetically incorporated into VncS and the mutant proteins were comprised of crystal structure by using the metal ion affinity of the HQA. It brings the incorporation of heavy metal into the crystal structure, so it provides possibility of the prediction about crystal structure of VncS using X-ray crystallography.
more초록/요약 도움말
본 논문은 자연에 존재하는 20개의 아미노산 외에 Metal-chelating 아미노산을 유전적인 방법을 통해 단백질 내에 도입하여 새로운 기능을 가지는 단백질을 만드는 것을 기본으로 시작하였습니다. 이러한 변형 단백질을 이용하여 단백질의 새로운 정제 방법을 개발하고, 구조가 밝혀지지 않은 결정체의 구조분석 연구를 진행하는 토대를 마련하였습니다. 첫 번째 실험을 진행하기 위해 유전적인 방법인 대장균 세포 내 단백질 합성 시스템을 이용하여 비자연 아미노산인 3-(2,20-bipyridin-5-yl)-2-aminopropanoic acid, (BPA)와 8-hydroxyquinoline [2-amino-3-(8-hydroxyquinolin-3-yl)propanoic acid, (HQA)를 Glutathione-S-Transferase (GST) 단백질 내에 도입하였습니다. 이 두 아미노산은 metal-chelating 아미노산이므로 금속 이온과 특이적인 결합을 형성합니다. 따라서 금속이온과 metal-chelating 아미노산의 특이적인 결합을 이용한 metal ion affinity chromatography로 목적 단백질을 효과적으로 정제하였습니다. 이러한 정제 방법은 일반적인 단백질뿐만 아니라 도입된 affinity tag에 의해 구조와 기능에 영향을 받는 단백질에 이르기까지 다양한 단백질의 정제를 위해 매우 유용하게 사용할 수 있는 방법입니다. 두 번째 실험을 진행하기 위해 마찬가지로 유전적인 방법인 대장균 세포 내 단백질 합성 시스템을 이용하여 비자연 아미노산인 HQA를 VncS 단백질 내에 도입하였습니다. 이 HQA가 도입된 VncS 결정 구조는 내부에 무거운 금속 원자가 섞여 들어간 결과를 가져오므로 X-ray crystallography를 이용하여 결정체의 구조를 예측할 수 있습니다.
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