Chem 11. 송효인(Hyoin Song)

발표준비

세포골격은 세포 내의 몇가지 움칙임에 관여

세포의 이동 은 세포의 위치 이동을 뜻함 세포골격과 운동단백질(motor protein)의 상호작용에 의해 이뤄짐
세포골격과 운동 단백질은 세포막 분자들과 함께 작용하여 모든 세포들이 세포 밖의 섬유소를 따라 이동 할 수 있게 함. 운동 단백질은 편모와 섬모에 있는 미세소관을 붙잡고 이들을 서로 미끌어지게 하여 섬모나 편모가 움직이도록 한다. 미세섬유를 포함한 비슷한 기작이 근육 수축에서 관찰. 세포 안에서 소낭은 놀이기구가 트랙을 타고 가듯이 세포 골격을 따라 목적지를 향해 이동.

섬모와 편모

진핵세포에서 미세소관의 특이한 배열은 운동 부속지로 알려진 편모와 섬모의 운동과 관련
많은 단세포성 진핵생물은 섬모와 편모를 이용하여 물속에서 이동하며, 동물의 정자, 조류, 그리고 몇종류의 식물에서도 편모가 관칠. 섬모나 편모가 조직층에서 뻗어 나와 있다면 조직 표면의 액체를 이동시킬 수 있다.
섬모와 편모의 움직이는 양상이 서로 다르다
편모는 그것의 중심축과 같은 방향으로 힘이 작용하는 파동운동
반대로, 섬모는 노와 같이 작용하는데, 힘차게 섬모를 젖히면서 나오는 힘(alternating power)과 섬모가 다시 원 위치로 돌아가는 것(recovery stroke)을 반복함으로써 섬모 축과 수직 방향으로 이동에 필요한 힘을 만들어 낸다.
[생명과학 8판 p.114-117]

운동단백질

ATP의 가수분해에너지를 이용하여 액틴필라멘트 또는 미소관을 따라 운동함으로써 물질을 수송하는 단백질의 총칭. 액틴의존성 모터단백질과 미소관의존성 모터단백질의 2가지 형으로 구분한다. 액틴의존성 모터단백질은 미오신이 이에 해당한다. 미오신의 운동은 액틴의 화살 끝(pointed end)에서 반화살 끝(barbed end)방향으로 이루어진다. 근육의 수축은 액틴필라멘트 상을 미오신필라멘트가 이동함으로써 일어난다. 또한 식물세포에서의원형질유동은 세포 내에 고정화된 액틴필라멘트 상을 막구조체를 결합한 미오신이 이동함으로써 야기한다. 미소관의존성모터단백질은, 디네인과 키네신이 이에 해당한다. 디네인은 미소관 +끝(중합 및 탈중합이 활발한 끝)에서 -끝(중합 및 탈중합이 활발하지 않은 끝) 방향으로 운동한다. 진핵생물의 편모·섬모의 경우,1개의 미소관에 결합한 디네인이 인접하는미소관 상을 운동함으로써 미소관 사이에 어긋남이 생겨 편모와 섬모의 굴곡이 야기된다. 또한 신경축삭 속에서 +끝을 축삭말단방향으로 -끝을 세포체 방향을 향해 배향하고 있는 미소관 상을 수송해야 하는 물질을 포함한 막소포와 결합한 디네인이 -끝의 방향으로 운동함으로써 역행성 축삭내 수송이 이루어진다. 키네신은 미소관상을 +끝방향으로 운동함으로써 순행성 축삭내 수송을 한다.

[네이버 지식백과] 운동단백질 [motor proteins, 運動蛋白質] (생명과학대사전, 2008.2.5, 아카데미서적)

Bold text=논문공부=

2015.01.17.sat

pH-induced morphology-shifting of DNA-b-poly(propylene oxide) assemblies

pH에 의해 유도된 DNA-b-poly(propylene oxide)조립의 형태적 변화

• 디자인된 DNA서열은 배지내에서 pH변화에 대해 DNA-b-poly(propylene oxide)가 diblock, triblock 사이의 변화를 일어나게 할수있습니다.

결과적으로 spherical micelles로부터 nanofiber(나노섬유: 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세(超極細)실)로의 형태적 변화를 유도한다. 이 과정은 가역적이며 CD, TEM 형광실험에 의해 증명된다.

• 주변환경의 자극에 반응하여 형태적변화를 일으키는 smart self-assembled nanomaterials의 생성물은 근본적인 연구뿐만아니라 nanotechnology와 drug delivery의 활용에서도 주목받고있다.

2015.01.03.sat

Self-assembly of DNA into nanoscale three-dimensional shapes

Nanoscale 삼차원형태에서 DNA의 자가조립

• 분자적 자기조립은 간단한 구성으로부터 nanosize의 정밀도로 complex structures을 상향식 경로(bottom-up)를 이용해서 만들어집니다.
• DNA는 2차원 구조, nanotube, 삼차원의 wire-frame 나노 다면체를 포함하여 각자의 물질이 작동가는한 구조의 다용도 building blokck이 됨을 입증해왔습니다.
• 이 논문에서는 honeycomb lattice(벌집격자 =육각구조)를 가지고 DNA helices의 삼차원 형태의 구조를 만드는 방법을 증명합니다.
• 대략 6모형의 나노구조 조립(Fig2)(사진첨부는 나중에하겠습니다ㅠㅜ)

(a.monolith, b.square nut, c.railed bridge, d.genie bottle, e.stacked cross, f.slotted cross)

3차원 자기조립은 DNA Origami를 통해 만들어짐.

• DNA Origami 란 자기조립을 이용한 대표적 bottom-up 방식. 기본골격이 되는 긴 단일 DNA사슬(Scaffold)에 짧은 상보염기가닥(staple)간의 상호작용을 이용하여 scaffold에 특정한 staple을 혼합해 준 다음 annealing하여 부착시키는 방법으로 원하는 형태의 구조물 제작 가능.

• 삼차원 DNA Origami의 설계
• 조건에 따라 다른 DNA의 접힌상태 분석(Gel electrophoresis, TEM)
• 삼차원 DNA의 계층조립

Three dimensional origami구조는 접근이 불가능한 평평한 2차원적 구조에서 공간적으로 증가된 3차원 범위의 구조로 확장되어야합니다. 예를들어 polymerase, 리보솜, chaperone, modular synthases와 같은 자연적인 생합성기구는 3차원적 scaffolding을 복잡한 생산물의 조립을 조절하기 위해 사용됩니다. 이 편리하고 보편화 가능한 기술을 사용하여 DNA를 사용자 정의모양의 3차원적 구조로 조립하기위해 좀 더 연구가 필요합니다.