Core Concepts
SERT 단백질의 광범위한 돌연변이 분석을 통해 비정상적 기질 APP+의 수송 메커니즘을 규명하였다. 이를 통해 SERT의 동적 구조 변화 영역을 확인하고, 정상 기질 5-HT와의 수송 메커니즘 차이를 밝혔다.
Abstract
이 연구에서는 SERT 단백질의 거의 모든 아미노산 치환에 대한 효과를 분석하여 세포막 발현과 비정상적 기질 APP+의 수송 능력을 규명하였다.
세포막 발현 분석 결과, 단백질 핵심 영역의 돌연변이는 대부분 발현을 저해하는 것으로 나타났다. 반면 세포질 말단 영역은 대부분의 돌연변이를 허용하여 이 영역이 구조화되어 있지 않음을 시사했다.
APP+ 수송 능력 분석에서는 수백 개의 향상 돌연변이가 발견되었다. 이들은 주로 세포질 방향 통로 영역에 분포하고 있어, APP+가 정상 기질 5-HT와 달리 내향 상태로의 전이를 어렵게 하는 것으로 나타났다. 이는 MD 시뮬레이션 결과와도 일치한다.
Na+ 결합 부위와 Cl- 결합 부위, 그리고 정상 기질 결합 부위 주변의 구조 변화 영역은 APP+ 수송에 매우 중요한 것으로 확인되었다. 특히 Na2 부위 돌연변이는 APP+ 수송을 증가시키지만 5-HT 수송은 감소시켰다. 이는 기질과 이온의 공통 세포질 방출 경로를 지지한다.
이 연구는 비정상 기질을 이용한 분석을 통해 SERT의 동적 구조 변화 영역을 규명하고, 정상 기질과의 수송 메커니즘 차이를 밝혔다는 점에서 의의가 있다.
Stats
SERT의 5-HT 수송 KM과 Vmax는 각각 2.5 μM, 1.4 pmol/min/mg이며, myc 태그 삽입 변이체는 각각 5.1 μM, 0.7 pmol/min/mg으로 감소하였다.
R79V와 F88H 변이체는 APP+ 수송에서 Na+와 Cl- 의존성이 부분적으로 소실되었다.
R79V와 F88H 변이체는 5-HT 수송 Vmax가 크게 감소하였다.
Quotes
"SERT 서열은 자연 진화를 통해 5-HT 수송이라는 생리학적 기능에 최적화되어 있다."
"비정상 기질 APP+를 이용한 분석을 통해 SERT의 동적 구조 변화 영역을 규명할 수 있었다."