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FAT10은 엄청난 효과를 가진 작은 단백질이다. FAT10이 표적 단백질에 붙는 것은 분해의 신호이다. 분해를 위한 FAT10의 표지 체계는 비효율적으로 보인다. 그것의 생물학적인 경쟁자인 유비퀴틴(ubiquitin)이 재활용되는 것과는 반대로, FAT10은 그것의 표적 단백질과 함께 분해되는데, 이것은 처음에 낭비적으로 보인다. 그러면, 이 비효율적으로 보이는 FAT10-체계가 왜 존재할까? 연구자들이 FAT10의 고분해능 구조를 결정할 수 있게 해주는 돌파구를 마련했다. 연구자들이 안정적이고 고농도인 FAT10을 높운 수준의 순도로 만드는 분자 기술을 개발했기에 가능한 일이었다. 결과적으로 그들은 x-선 결정법과 자기 공명 분광법을 통해서 FAT10의 구조 분석을 수행할 수 있었다. 그들은 FAT10에서 유비퀴틴과는 완전히 다른 기전을 발견했다. 이 기전은 전체 유비퀴틴 영역에서 매우 흥미롭다. 하나의 도메인을 가지는 유비퀴틴과는 달리, FAT10은 두 개의 도메인, 즉 그 단백질이 기능할 수 있게 해주는 접힘(folds)을 가진다. 그들은 그 도메인들이 유연한 연결고리에 의해서 연결되고 그 접힘이 유비퀴틴에서 보다 상당히 덜 조밀하다는 것을 알아냈다. 중요한 것은, FAT10이 짧고 무질서한 연장된 부위를 가진다는 것이다. 실험에서 FAT10 단백질의 느슨한 접힘과 무질서한 연장 부위는 실제로 표적 분자의 분해를 간단하게 하는 중요한 조절 기능을 가지는 것으로 나타났다. 결과적으로, 실질적으로 분해를 수행하는 효소 26S 프로테아좀(proteasome)을 작동하게 하기 위해서, 유비퀴틴-체계에서처럼 부분적인 기질 펼침(unfolding)의 복잡한 상위 과정이 필요하지 않다. 이것은 FAT10 도메인의 느슨한 접힘 때문에 불필요하다. 그 효소는 무질서한 부분을 표적으로 하고 두 개의 유연하고 느슨하게 접힌 도메인들을 쉽게 펼칠 수 있고, 결과적으로 부착된 표적 단백질을 뜯어내고 분해할 수 있다. 유비퀴틴과 FAT10이 완전히 다른 결합 성질을 가진다는 것은 이미 알려져 있다. 두 가지 단백질들의 도메인의 접힘이 같은 구조를 기반으로 한다는 사실을 고려할 때, 이것은 매우 놀랍다. 이번 연구가 이유를 설명한다: 유비퀴틴과 FAT10의 표면은 완전히 다르고, 그것이 어떤 단백질이 결합하는지를 결정한다. 결과적으로, 두 가지 표지 체계는 다른 상호작용 파트너들을 가지게 된다. FAT10은 염증 조직에서 주로 발견된다. 염증이 없다면, 그것은 거의 존재하지 않는다. 그 연구자들은 그 표지 체계가 단백질과 함께 파괴되는 것이 이롭다고 생각한다. 단백질 분해가 역전될 수 없도록 이 상황에서 자연이 비가역성에 의존한다는 것이 그들의 가설이다. 또 다른 주목할 만한 사실은 13가지 다른 종류의 암에서, FAT10가 늘어난 것으로 밝혀졌다는 것이다. 그들은 FAT10이 암 세포의 생존과 성장을 위해서 이익이 되는 것으로 결론내렸다. 만약 FAT10이 암 성장을 억제하는 단백질과 연결되면, 그것들이 분해되고 종양 세포는 더 쉽게 자랄 수 있다. 그런 경우에, FAT10과 표적 단백질을 연결하는 효소를 억제하는 항암제를 개발하는 것을 생각해 볼 수 있을 것이다. |
