색소단백질

3. 돌연변이 유발

말미잘에서 발견되는 shCP는 보라색 색소단백질의 한 예로, 트랜스 입체구조를 가진 녹색 형광 단백질(GFP)과 유사한 발색단을 포함하고 있다. 이 발색단은 글루탐산(Glu)⁶³, 티로신(Tyr)⁶⁴, 글리신(Gly)⁶⁵ 세 아미노산 잔기로부터 형성된다.^[13] 발색단의 구조에서 티로신⁶⁴의 페놀기는 이미다졸리딘 고리와 공액계를 이루는 데 핵심적인 역할을 하며, 이는 단백질이 빛을 흡수하는 흡수 스펙트럼에서 높은 흡광도를 나타내는 이유가 된다.^[13] 이러한 구조적 특징 때문에 티로신을 다른 아미노산으로 치환하는 돌연변이가 일어나면 색소단백질의 광학적 특성이나 비평면적 구조 등이 변형될 수 있다.^[13] 자포동물에서 발견되는 일부 색소단백질들은 장파장의 빛을 방출하는 형광 특성을 나타내기도 한다.^[13]

3. 1. 비형광 색소단백질의 형광 전환

4. 말미잘의 색소단백질

말미잘에서 발견되는 대표적인 색소단백질 중 하나로 shCP가 있다. shCP는 보라색을 띠며, 녹색 형광 단백질(GFP)과 유사한 발색단을 가지지만 트랜스 입체구조를 가진다는 특징이 있다.^[13] 이 단백질의 발색단 구조 및 특성에 대한 더 자세한 내용은 아래 문단들에서 설명한다.

4. 1. shCP의 발색단 구조

4. 2. 티로신 잔기의 변형

4. 3. 신호충강의 색소단백질

5. 유전자 조작

합성생물학 분야에서는 다양한 색소단백질을 대장균에서 발현시키기 위한 유전자 조작 연구가 진행되었다.^[14] 하지만 일부 색소단백질은 대장균에 독성을 나타내는 문제가 있었으며, 이를 해결하기 위해 독성이 낮은 적색 형광 단백질인 mRFP1^[15][16]을 이용한 연구와 다양한 색상 발현을 위한 돌연변이 유발 연구 등이 이루어졌다.

5. 1. 대장균에 대한 독성 문제

5. 2. 독성이 낮은 mRFP1

5. 3. mRFP1의 색상 변경 돌연변이 유발

참조

_[1] 서적 An Introduction to Biochemistry https://books.google[...] Elsevier
_[2] 논문 A single chromoprotein with triple chromophores acts as both a phytochrome and a phototropin 2006-11
_[3] 논문 Traditional GFP-type cyclization and unexpected fragmentation site in a purple chromoprotein from Anemonia sulcata, asFP595 2004-10
_[4] 논문 Crystal structure of the blue fluorescent protein with a Leu-Leu-Gly tri-peptide chromophore derived from the purple chromoprotein of Stichodactyla haddoni 2019-06
_[5] 논문 Engineering a palette of eukaryotic chromoproteins for bacterial synthetic biology 2018-05-10
_[6] 논문 A monomeric red fluorescent protein 2002-06
_[7] 논문 Overcoming chromoprotein limitations by engineering a red fluorescent protein 2020-12
_[8] 논문 Over the rainbow: structural characterization of the chromoproteins gfasPurple, amilCP, spisPink and eforRed 2022-05-01
_[9] 웹사이트 Chromoproteins: Colorful Proteins For Molecular Biology Experiments https://blog.addgene[...] 2024-10-28
_[10] 서적 An Introduction to Biochemistry https://books.google[...]
_[11] 논문 A single chromoprotein with triple chromophores acts as both a phytochrome and a phototropin 2006-11
_[12] 논문 Traditional GFP-type cyclization and unexpected fragmentation site in a purple chromoprotein from Anemonia sulcata, asFP595 2004-10
_[13] 논문 Crystal structure of the blue fluorescent protein with a Leu-Leu-Gly tri-peptide chromophore derived from the purple chromoprotein of Stichodactyla haddoni 2019-06
_[14] 논문 Engineering a palette of eukaryotic chromoproteins for bacterial synthetic biology 2018-05-10
_[15] 논문 A monomeric red fluorescent protein 2002-06
_[16] 논문 Overcoming chromoprotein limitations by engineering a red fluorescent protein 2020-12