막 단백질 간 상호작용

막 단백질 간 상호작용

막 단백질 간 상호작용의 생물학적 관련성은 무엇입니까?

막 단백질 개요

막 단백질 간 상호작용은 다음을 비롯한 다양한 생물학적 과정에서 중요한 역할을 합니다.

  • 세포 통신 - 막 단백질은 막관통 수용체로서 기능할 수 있습니다. 이 수용체는 리간드가 결합되면 세포외 신호를 세포내로 전송합니다. 이 과정이 중요한 영역은 다음과 같습니다.
    • 신호 전달
    • 면역 반응
    • 호르몬 조절
  • 분자 운반 - 막 단백질은 이온 통로 또는 운반체로도 작동할 수 있습니다. 따라서 하전 분자 또는 부피가 큰 분자가 세포막 사이로 이동할 수 있습니다. 예시:
    • 세포막 전위를 유지하면서 이온 이동 촉진
    • 약물 수송(특히 부피가 큰 화합물의 경우)
      [Membrane Protein Interactions-img.png] Membrane Protein Interactions-img.png
    • 물질을 농도 기울기에 역행하여 저농도 영역에서 고농도 영역으로 능동 수송

신약 개발에서 막 단백질의 중요성

막 단백질 간 상호작용은 건강과 질병에 중대한 영향을 미치며, 제약 부문에서 핵심적인 약물 표적입니다. 

시중에 있는 모든 처방 의약품의 약 30%는 G 단백질 결합 수용체(GPQR)를 표적으로 삼습니다. G 단백질 결합 수용체는 세포 기능 때문에 흥미로운 약물 표적이지만, 복잡한 구조와 소수성 영역으로 인하여 연구하기가 어렵습니다.

WAVEsystem 소개: 막 단백질 동역학 분석의 동반자

WAVEsystem은 막 단백질과 단백질, 소분자 또는 파편 간의 생체 분자 상호작용 연구를 지원하는 첨단 장치입니다. 막 단백질은 천연 세포막 환경 외부에서는 상태가 불안정하기 때문에 이러한 상호작용을 분석하기가 어렵습니다. 

WAVEsystem은 도파관 간섭법(GCI) 기술을 활용합니다. 민감도가 매우 높은 이 무표지 기술은 결합 동역학 및 친화도를 비롯한 분자 간 상호작용을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 

지원되는 기능:

  • 강력한 미세 유체 공학 - 천연 상태에 가까운 조건에서 막 단백질 간 상호작용 분석 
  • 높은 민감도 - 낮은 존재비(abundance)에서도 복잡한 표적에 대한 상호작용 스크리닝 
  • waveRAPID 동역학 - 손상되기 쉬운 단백질을 데이터 품질 저하 없이 신속하게 분석

WAVEsystem

산학 연구를 위한 신약 개발 및 생명과학용 차세대 생체분석 기기
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막 단백질 간 상호작용 분석의 과제

막 단백질, 특히 GPCR의 결합 친화도 및 상호작용 동역학은 연구하기가 매우 어렵습니다. 세포막에서 추출한 GPCR은 높은 소수성으로 인하여 분해 속도가 빨라져 분석에 사용할 수 없게 됩니다.

WAVEsystem이 유용한 이유

천연 환경에서 분리된 GPCR은 빠르게 성능이 저하됩니다. WAVEsystem, WAVEchip, waveRAPID는 이에 대해 삼중 솔루션을 제공합니다.

WAVEsystem은 분석을 신속하게 최적화하여 최적의 단백질 구조를 선택합니다. 

  • 센서 표면 4개를 모두 활용하여 일련의 구조를 대조 화합물과 비교하여 테스트함으로써 최적의 구조와 조건을 식별합니다. 또한 높은 확률로 강력한 스크리닝 분석 결과를 도출하여 추가적인 구조 연구를 수행할 수 있습니다. 

미가공 샘플 호환성으로 정제 단계가 감소하여 시간이 절약됩니다.

  • WAVEchip과 막힘없는 미세 유체 공학 덕분에 막 전처리 등에서 미가공 샘플을 사용할 수 있어 정제에 필요한 시간이 단축되며, 기기 막힘으로 인한 가동 중단 시간이 발생하지 않습니다. 

waveRAPID를 사용하면 며칠이 아닌 몇 시간만에 스크리닝을 완료할 수 있습니다. 

  • waveRAPID를 사용할 경우, 기존의 바이오 센서 기반 방법을 사용할 때보다 연구자들이 스크리닝할 수 있는 분석물이 늘어납니다. 따라서 스크리닝 분석을 수행하는 과정 전반에서 막 단백질 센서 표면을 활성 상태로 유지할 수 있습니다.
  • 설령 활성이 감소하더라도 동급 최고의 민감도를 갖추었으므로 낮은 신호나 약한 상호작용까지도 감지하고 분석할 수 있습니다! 

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산학 연구를 위한 신약 개발 및 생명과학용 차세대 생체분석 기기
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막힘 없는 범용 미세유체 센서 칩
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