일반기술

피브린 용해활성을 갖는 흰이빨참갯지렁이의 세린 계열 프로테아제 및 이를 암호화하는 유전자

흰이빨참갯지렁이(Periserrula leucophryna)로부터 순수 분리한 세린 계열의 단백질분해효소로서 계면활성제, 중금속, 저온, 극심한 산화성 환경 또는 환원성 환경에서도 활성을 유지하며 피브린 분해활성을 가지는 프로테아제 및 이 단백질을 코딩하는 프로테아제 유전자를 밝히고, 본 프로테아제를 혈전용해제, 의류용 세제 및 콘택즈렌즈용 세제 외에 식품, 사료, 직물, 천연가죽 등의 가공 및 유지폐기물 처리에 유용하게 사용하는 기술이다. 혈전용해제로서 플라스민을 형성하여 혈전 외에 피브리노겐도 분해하므로 전신출혈을 일으키는 플라스미노겐 활성화인자(조직유형플라스미노겐활성화인자, 유로키나제, 스크렙토키나제) 및 피브롤라제, 아트록사제, 레베타제, 바실라제 등의 프로테아제가 있는데 이들 프로테아제는 출혈 부작용이 없어 유용하게 사용된다. 또 견을 정련(세리신의 제거)하는 데 화학적 처리방법의 문제(장치 부식, 과다한 중화제 사용, 폐수 처리 및 품질저하)를 극복하기 위해 단백질분해효소에 의한 견의 정련에 유용하게 사용된다. 사료 성분에 포함된 단백질을 분해하여 가수분해된 펩타이드 내 아미노산은 흡수율이 높고 인슐린 및 글루카곤의 활성화를 촉진시키며, 높은 분자량 단백질에 의한 가축의 알러지현상을 해결할 수 있다. 곡류에 단백질분해효소를 첨가시켜 곡물에서 생성하는 자체 당 생성 효소와 첨가하는 단백질분해효소의 상승작용에 의해 고효율의 사료를 제조하는 데 사용할 수 있다. 산업용 세제가 가장 큰 산업분야로서 세제에 사용되는 계면활성제, 표백제, 빌더 등의 성분에 안정해야 하고 극한 조건에서 단백질성 때를 제거하기 위해 복합적으로 안정한 프로테아제가 유용하게 사용된다. 이에 한국의 갯벌에 서식하고 있는 갯지렁이로부터 정제된 프로테아제가 혈전을 용해하는 활성이 뛰어나고 극심한 물리화학적 조건에서도 활성을 유지하는 것을 확인하고 이의 아미노산서열 및 염기서열을 분석함으로써 피브린 용해활성을 갖는 세린 계열의 프로테아제를 제조한다.프로테아제는 소화, 흡수, 방어 등의 다양한 생체기능 외에 혈전용해제, 의류용 세제, 콘택즈렌즈 세정제 및 견섬유의 고무질제거, 사료 개선, 가죽의 침지, 제모 및 폐 X선 필름으로부터 은의 회수 등 다양하게 이용되고 있다. 혈전에 의해 뇌졸중, 뇌혈전증, 심근경색, 심장마비 등에 피브린 용해활성을 가진 프로테아제는 경구 및 비경구제(주사제, 용액제, 현탁제, 좌제)로 투여 가능하므로 다양한 질환에 결부된 혈전용해제로 사용된다. 또 의류용 및 콘택트렌즈 세제로서 공지의 계면활성제와 함께 포함시킬 수 있고, 광범위한 pH, 산화-환원 환경에서 활성을 유지하므로 식품, 사료, 직물, 천연가죽 등의 가공공정에서 폭 넓게 사용할 수 있으며 단 50℃미만으로 유지하는 것이 효과적이다. 또한 중금속 존재하에서도 활성을 유지하므로 폐기물 분해에도 사용할 수 있다.불안정하거나 극심한 물리 화학적 조건하에서도 피브린용해활성을 유지하여 의료 및 산업분야에서 유용하게 사용할 수 있는 세린계열의 프로테아제를 갯벌에 사는 갯지렁이로부터 분리 확보한 것이다. 본 프로테아제는 계면활성제 또는 중금속이 존재하는 환경, 극심한 pH 조건, 극심한 산화 및 환원 환경, 저온에서도 단백질분해활성을 유지한다. 갯지렁이에서 분리된 mRNA를 이용 역전사반응을 수행해 cDNA를 얻고 cDNA 라이브러리를 이용해 먼저 염기서열을 결정하고 이로부터 번역되는 아미노산서열을 결정하였다. 코딩하는 프로테아제 유전자를 포함한 발현용 재조합 플라스미드를 형질도입한 형질전환체를 제조하고, 이로부터 안정한 프로테아제를 생산한다. 본 프로테아제는 다양한 중금속의 존재 여부나 강력한 효소 불활성화물질인 SDS 등을 포함한 계면활성제의 존재 여부에 관계없이 단백질분해활성을 유지하고, 낮은 온도 및 극심한 환원적 또는 산화적 환경하에서도 활성에 영향을 받지 않을 뿐 아니라 피브린 용해활성을 가지고 있으므로, 혈전용해제라는 의약품부터 세제, 사료, 직물․천연가죽의 가공, 유기폐기물처리 등 산업적 용도로 사용할 수 있다.