기능 단백질체학을 통한 무결성 소포체 막 단백질 생합성에 관여하는 CCDC47 과 EMC 의 협력적 역할 규명

Abstract

소포체에서 합성되는 막 단백질들은 물질 수송, 세포 접착, 신호 전달, 효소 활성, 면역 반응을 포함한 광범위한 생물학적 과정에 관여한다. 이들 단백질의 생합성은 열역학적으로 불안정한 소수성 막 횡단 도메인(transmembrane domain, TMD)의 저조한 막 삽입 효율에 의해 쉽게 교란되는 경향이 있다. 이는, 손상된 막 삽입을 교정해, 구조 결함을 억제하는, 막 단백질 특이적 샤페론의 기능적 중요성을 시사한다. 본 연구에서는, 소포체 막 복합체(ER membrane complex, EMC)와 막 단백질 특이적 샤페론(coiled-coil domain containing 47, CCDC47)과의 기능적 상호 작용의 입증을 통해, 새로 합성된 Sec63 단백질에 특이적인 품질관리 기전을 규명하였다.

EMC 의 신규 기능 규명을 위해 시도한 TAP-tag 기반 친화도 정제와 단백질 질량 분석으로 소포체 막 상주 샤페론인 CCDC47 를 EMC 와 상호 작용하는 신규 단백질로 식별할 수 있었다. CRISPR/Cas9 기술로 제작된 CCDC47 결핍 세포에 소포체 특이적 근접기반 라벨링을 적용하여 CCDC47 의존적 소포체 막 단백질들을 발굴할 수 있었으며, 이중, 소포체 단백질 채널 복합체의 중요한 구성 성분인 Sec63 의 발현 수준이 CCDC47 결핍 세포에서 명확하게 감소함을 알 수 있었다.

결과적으로, CCDC47 의 결손은 소포체 스트레스에 의해 활성화되는, Sec63/BiP 관련 신호전달 체계를 교란하였으며, EMC 와 CCDC47 간의 상호 작용이 Sec63 의 구조적 기능적 무결성에 협력적으로 기여함을 시사한다. 따라서, 본 연구는 소포체 막 매개 단백질 품질관리 기전의 신규 아이디어를 제공했다는 점에서 학문적 의미가 큰 것으로 판단된다 중심 단어: EMC, CCDC47, Sec63, 단백질 품질관리, 소포체 막