색소단백질

색소단백질(色素蛋白質, 영어: chromoprotein)은 색소 보결분자단(또는 보조 인자)을 포함하는 복합 단백질이다. 일반적인 예로는 산소화된 혈액을 붉게 보이게 만드는 철 함유 분자로 헴 보조 인자를 포함하는 헤모글로빈이 있다. 색소단백질의 다른 예로는 기타 헤모크롬, 사이토크롬, 피토크롬, 플라보단백질이 있다.^[1]

색소 단백질의 일종인 사람 헤모글로빈의 구조

헤모글로빈에는 Fe2+ 4개의 피롤 고리로 구성된 색소단백질(사량체, 분자량: 4 x 16.125 =64.500), 즉 헴이 존재한다.

단일 색소단백질

단일 색소단백질은 여러 발색단의 존재와 처리로 인해 피토크롬과 포토트로핀으로 작용할 수 있다. 양치류의 피토크롬에는 피토크롬(적색광 감지)과 포토트로핀(청색광 감지)을 모두 갖춘 이중 채널의 특이한 광수용체가 포함된 PHY3가 포함되어 있으며 이는 약한 햇빛에서 양치류의 생장을 돕는다.^[2]

돌연변이 유발

녹색 형광 단백질(GFP) 패밀리에는 형광 단백질과 비형광 색소단백질이 모두 포함된다. 돌연변이 유발 또는 방사선 조사를 통해 비형광 색소 단백질이 형광 색소단백질로 전환될 수 있다.^[3] 이러한 전환된 색소단백질의 예로는 돌연변이가 일어난 아네모니아 설카타(Anemonia sulcata)의 비형광 색소단백질에서 형광 색소단백질로 전환된 "점화 형광 단백질(kindling fluorescent protein)" 또는 KFP1이 있다.^[4]

말미잘에는 트랜스 입체구조의 녹색 형광 단백질(GFP) 유사 발색단이 있는 보라색 색소단백질인 shCP가 포함되어 있다. 발색단은 Glu⁶³, Tyr⁶⁴, Gly⁶⁵로부터 유도되며, Tyr⁶⁴의 페놀기는 이미다졸리딘 부분과 공액계를 형성하는 데 중요한 역할을 하며 여기 상태에서 색소단백질의 흡수 스펙트럼에서 높은 흡광도를 나타낸다. 티로신을 다른 아미노산으로 대체하면 색소단백질의 광학적 특성과 비평면적 특성이 변경된다. 신호충강의 색소단백질과 같은 형광 단백질은 장파장을 방출한다.^[4]

유전자 조작

합성생물학에서 14가지의 색소단백질이 대장균에서 발현되도록 조작되었다.^[5] 그러나 색소단백질은 숙주인 대장균에 대해 높은 독성을 지니며 결과적으로 색상이 소실된다. 주변광 하에서도 구별이 가능한 색상을 나타내는 단량체성 적색 형광 단백질인 mRFP1^[6]은 독성이 덜한 것으로 밝혀졌다.^[7] 다양한 색상을 얻기 위해 mRFP1 형광단의 아미노산 64–65에 대한 색상 변경 돌연변이 유발이 수행되었다.

같이 보기

• 단백질
• 헴단백질
• 당단백질