NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 34, No. 4, 2016 … 369
신기술 소개
오징어의 먹이를 빨아들이고 붙잡는 데 큰 역할 을 하는 오징어 빨판에는 날카로운 이빨 링이 존재 하는데, 특이하게도 이는 SRT(squid ring teeth) 단백 질로 구성되어 있다. SRT 단백질은 결정질을 형성 하는 아미노산과 비정질 구조의 아미노산 서열이 반 복적으로 나타나는, 역평행(antiparallel) b-시트 네트 워크의 공중합체 형태로 이루어져 있다. 현재, 이러 한 형태의 단백질 기반 소재는 그 구조적 특성에 의 해 높은 탄성계수(elastic modulus)와 인성(toughness) 및 자가치유(self-healing) 특성을 갖는 것으로 알 려져 있으나, 그 구조와 기계적 특성 사이의 관계 는 아직까지 명확하게 파악되지 않고 있다. Jung et al.은 일반적으로 제조하기 어려운 반복서열이 많 이 나타나는 구조 단백질을, 한 번의 반응을 통해 다 양한 반복서열 길이로 효율적으로 생산하는 방법
을 개발하여(PD-RCA, protected digestion of rolling- circle amplicons), 여러 반복 길이의 인위적인 재조합 SRT 단백질을 대장균에서 제조하였다. 그리고 얻어 진 단백질 소재에서, 결정질/비결정질 아미노산 서 열 구성의 반복 횟수가 증가함에 따라 소재의 인성 (toughness)과 신장성(extensibility)은 증가하는 반면, 탄성계수(elastic modulus)와 항복강도(yield strength) 는 바뀌지 않고 유지됨을 확인하였다. 이러한 결과 는, 오징어 이빨 링의 증가된 인성(toughness)과 유연 성(flexibility)이, 소재를 구성하는 SRT 단백질의 결 정질/비정질 아미노산 서열의 반복을 통해 얻어지고 있음을 시사하고 있다. 본 연구결과는, 비슷한 형태 의 반복서열 패턴을 갖는 다양한 구조 단백질의 기 계적 특성을 이해하고 생체모방에 의한 다양한 고기 능성 소재를 개발하는 데 활용될 것으로 판단된다.
다양한 반복서열 길이의 SRT 단백질 생산 및 기계적 물성 분석
고강도 단백질의 기계적 특성을 규명하기 위한 분자 탠덤 반복 전략
(Molecular tandem repeat strategy for elucidating mechanical properties of high-strength proteins)
Jung et al., PNAS 113, 6478 (2016) DOI:10.1073/pnas.1521645113