단백질 표적화
단백질 표적화 (Protein Targeting) 또는 단백질 위치화 (Protein Localization)는 세포 내 특정 구획이나 기관, 또는 세포 외부로 단백질이 이동하고 위치하는 생물학적 과정이다. 단백질은 리보솜에서 합성된 후 그 기능에 따라 세포 내 특정 장소로 정확하게 운반되어야 하는데, 이러한 과정이 단백질 표적화이다. 이는 세포의 효율적인 기능 수행에 필수적이며, 잘못된 표적화는 세포 기능 장애 또는 질병으로 이어질 수 있다.
단백질 표적화는 주로 아미노산 서열 내에 존재하는 신호 서열 (Signal sequence)에 의해 결정된다. 신호 서열은 특정 수용체 단백질에 의해 인식되어 단백질을 특정 목적지로 안내하는 역할을 한다. 신호 서열은 일반적으로 단백질의 N-말단에 위치하지만, 내부 또는 C-말단에 존재하는 경우도 있다.
단백질이 표적화될 수 있는 주요 구획은 다음과 같다:
- 세포질: 세포 내에서 다양한 생화학적 반응이 일어나는 장소.
- 미토콘드리아: 세포의 에너지 생성에 관여하는 기관.
- 소포체 (ER): 단백질 합성, 접힘, 변형 및 지질 합성에 관여하는 기관.
- 골지체: 단백질 변형, 분류 및 포장 역할을 수행하는 기관.
- 핵: 세포의 유전 물질인 DNA를 보관하고 유전자 발현을 조절하는 장소.
- 리소좀: 세포 내 폐기물 처리 및 재활용을 담당하는 기관.
- 퍼옥시좀: 지방산 대사 및 활성 산소 제거에 관여하는 기관.
- 세포막: 세포의 경계를 형성하고 세포 내외 물질 이동을 조절하는 막.
- 세포외: 세포 외부 공간.
단백질 표적화 과정은 일반적으로 다음과 같은 단계를 거친다:
- 신호 서열 인식: 표적화 신호 서열이 특정 수용체 단백질 또는 샤페론에 의해 인식된다.
- 단백질 운반: 수용체-단백질 복합체가 특정 운반 시스템을 통해 단백질을 목적지로 운반한다.
- 단백질 삽입 또는 통과: 단백질이 막을 통과하거나 특정 기관 내로 삽입된다.
- 신호 서열 제거: 목적지에 도착한 후, 신호 서열은 종종 신호 펩티다제에 의해 제거된다.
단백질 표적화는 세포 생물학, 분자 생물학 및 생화학 연구의 중요한 분야이며, 다양한 질병의 이해 및 치료에 기여할 수 있다.