HMM 기반 진핵 생물 내 새로운 PKS 발굴

Abstract

폴리키타이드는 구조와 기능면에서 주목할 만한 다양성을 나타내는 이차대사산물 집단이다. 이러한 이차대사산물은 놀랄만한 생물학적 활성을 나타내고 이 중 다수가 임상학적으로 가치가 높은 항생제, 항진균, 구충제, 항암제 그리고 면역억제제이다. 기존에 개발된 PKS 분석 시스템은 모두 박테리아와 균류에 대해서만 연구가 진행 되었다. 하지만 논문 조사를 한 결과 박테리아, 균류뿐만 아니라 다양한 진핵생물에도 PKS가 존재하며 기존의 기능 이외에 다른 새로운 기능을 하는 것으로 확인 했다. 기존에 구축된 예측 시스템은 박테리아의 PKS 서열로 구축 했기 때문에 균류 외 다른 진핵생물에서 새로운 PKS 발굴에 어려움이 있다. 그래서 나는 HMM 기반의 진핵생물 PKS 예측 시스템을 구축하여 휴먼에서 총 8개의 PKS를 예측했고 그 중 한 개의 단백질은 Type I PKS, 세 개의 단백질은 Type II PKS로 분류했다. 이 뿐만 아니라 예측한 단백질들의 기능도 같이 분석을 했는데 예측한 단백질 중에서 OXSM이 KS 단백질의 다른 이름인 것을 통해 휴먼에도 PKS의 구성 도메인인 KS가 존재한 다는 사실을 확인했다. Type I PKS로 분류된 FASN은 PKS와 함께 Aflatoxin B1으로 불리는 폴리키타이드를 생합성 한다는 사실을 통해 폴리키타이드 합성 기능으로 예측을 했다. Type II PKS로 분류되었지만 기능이 알려지지 않은 LINC00614는 KS 도메인을 포함하고 있기 때문에 구성 물질 사이에서 중합 반응을 일으킬 수 있음을 암시했다. TP53I3은 기존의 환원작용 이외에 세포 사멸을 유도하는 역할을 할 수 있을 것으로 보인다. VAT1은 장벽형성을 통해 외부 환경의 공격에 대해 방어할 수 있는 keratinocytes 활성기능을 갖기 때문에 PKS의 새로운 기능으로 keratinocytes 활성 기능이 제시 될 수 있음을 암시했다.