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간단논읽남 : 액틴을 배분하는 방법
생명과학 Mad Scientist (2015-01-22)

- 본 글은 Mad Scientist님의 개인 블로그 자료로 BRIC에서 소개 할 수 있도록 허락해 주신 Mad Scientist님께 감사 드립니다. -

모처럼 남이 하는 분야가 아닌 누군가의 전문분야에 대해서 좀 이야기해보죠. ㅋ

액틴은 그저 삼겹살맛을 내기 위한 -.- 근육의 구성요소로 간주되던 시절도 있었습니다만, 요즘 세포생물학을 공부하는 사람들에게 있어서 대개의 이야기는 기승전액틴으로 끝나고 있다는 것을 생각할 필요가 있슴다.

즉 cytokinesis, endocytosis, cell migration, phagocytosis...등등 온갖 잡스러운 상황에서 세포가 동적으로 변화를 해야할때는 언제나 세포내의 레고 블럭인 액틴을 조립했다가 풀어주는 기작이 필요하죠. 그러나 생명현상이 생명현상으로 불리기 위해서는 결국 때와 장소를 가려서 시의적절하게 액틴을 조립했다 해체할 필요가 있습니다. 여기의 주된 조절단백질을 소위 actin nucleator라고 불리는 단백질들인데, 이중에는 Arp2/3 컴플렉스 (cytoskeleton 업자들은 압투쓰리 컴플렉스라고 읽슴. 업자인지 아닌지 보려면 이... 단백질을 어떻게 읽는지를 보면 됨. 업자가 아닌 사람은 에이알피투쓰리라고 읽어요 ㅋㅋ) 와 Formin 패밀리가 있습니다.

Arp2/3 컴플렉스는 액틴필라멘트를 곁가지를 치는 식으로 액틴의 옆구리에서 새로운 필라멘트를 만들어내는 반면 Formin 패밀리의 단백질은 그냥 밋밋한 -.- 일직선의 필라멘트를 만들어 내요. 따라서 액틴이 어떻게 쓰이느냐에 따라서 다른 actin nucleator가 작용하는데, 가령 세포가 이동할때 넓게 퍼져서 이동하는 Lamellipodia에는 Arp2/3 이, 세포가 Cytokinesis를 일으킬때와 같은 경우에는 Formin이 액틴 필라멘트를 만들죠.

음 브루스 알버트 아저씨의 세포생물학책에 나오는 이야기를 길게 쓸 필요가 있느냐 -.- 뭐 이런 이야기를 하실텐데..암튼 그렇다면 같은 리소스 (액틴)을 가지고 두 부류의 단백질이 서로 경쟁하게 되는데, 이 리소스를 어떻게 분배할 거냐가 문제입니다. 물론 액틴을 만들어 내는 Arp2/3 혹은 Formin 의 활성을 조절하는 것이 첫번째 방법이겠고, 현재까지의 연구들은 주로 여기에 초점을 맞춰서 (죽도록) 연구해왔어요. 역시 세포생물학책에 죽어라 나오는 cdc42, rho, rac 뭐 이런 쬐끄만 GTPase 에 의해서 조절이 된다 이거죠.

그러나 현재의 의문은 그게 다야? 레알? 로 귀착되고 있습니다. 액틴 필라멘트를 개시하는 단백질에 대해서 초점을 맞추었는데, 과연 사용되는 원재료인 액틴은 어떨까에 대해서 의문이 들기 시작했는데..

사실 세포내에 있는 모노머 액틴의 경우 그냥 혼자서 존재하는 게 아니고, 대개 다른 단백질과 붙어있는 경우가 많아요. 붙어있지 않으면 마구 필라멘트가 되버림. -.- 이러한 단백질 중에서 유명한 것은 Profilin 이라는 것과 Thymosin beta-4 라는 게 있습니다. 개중에서 Profilin 이라는 단백질은 크게 두 가지 역할을 하는데, 이 단백질은 Proline Rich Region에 잘 붙는 성질을 가지고 있어요. (Pro + filin 프롤린을 좋아하는 단백질이라고 해서 이런 이름이 붙음)

(1) 요게 붙으면 액틴에 붙어있는 ATP(ADP)가 좀 더 잘 떨어지도록 conformation이 바뀜. 즉 ADP가 붙어있는 '오래된' 액틴에 새로운 ATP를 충전하는 역할을 함

(2) 이전에 알려진 것인데, Formin 계열의 actin nucleator는 profilin이 붙은 액틴을 좀 더 선호하여, 좀 더 빨리 액틴 필라멘트를 자라게 할 수 있다고 합니다.

그런데 이번에 나온 논문은 Arp2/3 계열의 actin nucleator 는 Profilin 이 붙은 액틴을 가지고 새로운 필라멘트를 만들어 내지 못한다고 해요. 즉 profilin이 붙어있는 넘은 Formin의 몫, 그렇지 않은 넘은 Arp2/3 의 몫..이런 식으로 액틴을 배분한다는 썰 되겠습니다. 그런데 사실 이것은 Arp2/3 만의 상황이 아니라 몇년전에 박테리아 유래의 어떤 nucleator 의 경우에도 비슷하게 Profilin이 붙은 액틴으로 새로운 필라멘트를 만들어 내지는 못합니다. (근데 왜 사이테이션 안하는데 이 나쁜넘들아..ㅋㅋㅋㅋ)

여튼 기존에 액틴의 ADP를 ATP로 갈아주는 역할 정도를 하는 단백질인 Profilin이 실제로는 생체내에서 어떤 쪽으로 액틴을 쓰일지를 결정하는 중요한 표지가 된다~ 고 주장하는 이야기 되겠슴다.

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Screenshot 2015-01-22 03.14.44

출처: https://madscientist.wordpress.com/2015/01/21/
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Mad Scientist
대개의 매드사이언티스트와 마찬가지로 최종 목표는 지구정복. 그러나 현 단계에서는 정체를 위장하고 괴수생산을 위한 기초연구 수행 중.
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