<h1>고 찰</h1><p>단백질체 분석에는 다양한 종류의 계면활성제들이 선택적으로 사용되고 있으며, SDS, hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB)와 같은 이온성과 Tritone, Tween 20 과 같은 비이온성, CHAPS와 같은 양성 이온성으로 구분되며 critical micelle concentration (CMC) 등을 고려하여 선택적으로 사용 된다. 일반적으로 이온성 계면활성제들은 단백질의 구조를 완전히 변성시키는 강력한 계면활성제로 분류되며 특히 이온성 계면활성제 중 하나인 SDS는 단백질을 매우 효과적으로 변성하고 가용화 할 수 있어 단백질체 분석 전 단백질 가용화 단계에서 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 SDS는 chromatography의 분리를 방해하고 MS 분석 시 펩타이드의 이온화를 억제하기 때문에 이후의 분석과정을 위해서 반드시 제거되어야 하며, 이를 위해서 여러 차례의 세척 단계를 거쳐야 하고 결국 단백질의 소실과 저하를 유발하게 된다.</p><p>최근 연구에서는 MS 분석에 적합한 계면 활성제들을 개발 및 적용하기 위한 많은 노력이 있었다. 특히 Chang et al. (2015)의 지난 연구에서는 계면 활성제와 유사한 화합물들의 스크리닝을 통해 동물 조직의 단백질체학 분석 시 SDS에 필적하는 단백질 가용화 효율을 가지고 있으며 MS 분석과 호환되는 MS-compatible degradable surfactant (MaSDeS)를 개발하였다. 동물의 조직에서 단백질체를 추출하기 위한 계면활성제로 MaSDeS를 사용했을 때 동물의 심장, 간 및 폐의 조직을 포함하여 일반적으로 사용되는 조직의 총 단백질 식별 수가 크게 향상되는 결과를 보여주었다. 또한 MaSDeS를 사용한 심장 조직 추출물 에서 확인된 226개의 막 단백질이 심장 기능의 조절에 관여하는 상호 작용체를 형성함을 통해 기존의 계면 활성제를 사용하였더라면 감지되지 않았을 중요한 막 단백질을 식별할 수 있음을 시사하였다. 그러나 이는 산성에 불안정한 계면활성제로 절편화 이후 높은 산성 조건에서 분해되며 이러한 분해는 중요한 번역 후 변형의 손실을 유발할 수 있었다. 따라서, 이를 개선하고자 동일한 연구 그룹에서 Azo를 그 대안으로 제시했으며, 산성에서 불안정한 계면활성제인 RapiGestTM (RG)과의 직접적인 비교를 수행하였다. 그 결과, RG는 시료의 단백질 및 펩타이드들의 MS 신호를 크게 억제하는 반면 Azo는 MS와 호환되는 것을 입증하였다. 또한 동물 조직에서 Azo는 재현성 있게 단백질을 효과적으로 추출 및 가용화할 수 있고, 신속한 효소 분해 및 추가적인 탈염 단계 없이 MS 분석이 가능했으며, top-down 및 bottom-up 방식 모두에서 적용 가능한 MS 호환 계면활성제로서의 기능을 입증하여 광범위하고 높은 처리량의 단백질체 분석 시에 간소화된 전략을 제공할 수 있음을 보여주었다.</p><p>본 연구에서는 광분해 계면활성제인 Azo의 식물단백질체 적용 가능성 여부 확인 및 효율성 검증을 위하여 각각 SDS와 Azo를 이용하여 벼 잎 단백질체를 가용화하여 비교하는 작업을 수행하였다. 비표지 단백질체 분석 결과에서 확인한 단백질체들의 세포 내 위치를 추가적으로 검증하는 작업을 수행하였으며, 그 결과 흥미롭게도 두 샘플 사이에서 식별된 세포 소기관에 위치하는 단백질의 개수 자체는 비슷하였으나 그 구성에서 큰 차이를 보였다. SDS에 가용화된 샘플에서는 전체 세포 소기관의 구성 중 엽록체의 비율 \( 64 \% \) 로 현저하게 높았으나 상대적으로 Azo에서는 엽록체의 구성 비율이 \( 37.5 \% \) 로 더 낮고 핵과 액포, 소포체의 구성 비율이 각각 약 2배(SDS-\( 14.2\%\), Azo-\( 32.9\%\), 4배(SDS-\( 1.5\%\), Azo-\( 6.6\%\), 2배(SDS-\( 2.0\%\), Azo-\( 3.9\%\)더 높은 것으로 확인되었다. 또한 KEGG 경로 분석 결과에서 막 수송 관련 단백질들이 SDS에 비하여 Azo에서 높은 발현을 보여주었다. 이처럼 Azo에 가용화할 경우에는 식물체 내에서 큰 비율을 차지하는 엽록체 대비 식물 세포내에서 비교적 적은 비율을 차지하는 다양한 세포 소기관들에 위치하는 미량 단백질체들을 확인할 수 있었으며, 이는 해당 단백질체들의 가용화 정도가 SDS 대비 Azo에서 월등하게 높음을 시사한다. 또한, 최근의 연구에서는 Azo를 활용하였을 때 벼 잎 유래의 마이크로솜 막 단백질체의 가용화가 SDS보다 훨씬 더 효과적임을 입증한 바 있다. 따라서, 본 연구에서는 MS 기기와 호환성을 가지는 Azo 계면활성제를 사용한 접근 방식은 보다 간단하고 시간을 절약할 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 기존의 SDS 계면활성제의 새로운 대체제로서 벼 잎 내의 다양한 미량 단백질체들을 가용화함에 있어서 그 효율성이 개선되는 것을 보여주었다.</p>
최근 연구에서 Azo를 활용했을 때 벼 잎 유래의 마이크로솜 막 단백질체의 가용화가 SDS보다 훨씬 더 효과적임을 입증하였는가?
YES