당생물학—생명과학의 "암흑 물질"

단백질과 핵산과 마찬가지로 당과 지질은 생물학적 구조를 구성하고 완전한 생리적 기능을 하는 필수적인 거대 분자입니다. 그러나 단백질과 핵산과 비교할 때 당과 지질의 구조는 분석하기 어렵고 세포의 "암흑 물질"에 속합니다. 당생물학은 생명 과학 산업에서 큰 도전으로 인식됩니다(그림 1). 당은 생명에 필수적입니다. 포도당으로 대표되는 당 분자는 세포 대사를 위한 주요 에너지원 중 하나입니다. 식물의 세포벽은 셀룰로스로 구성되어 있으며 글리코실화는 또한 단백질의 기능적 다양성을 크게 확장할 수 있는 중요한 번역 후 변형(PTM) 형태 중 하나입니다. 당화된 단백질은 신호 전달, 면역 반응 및 세포 분화와 같은 많은 생명 과정에 관여합니다. 그러나 글리칸 분자의 입체화학적 복잡성은 글리칸 분자에 대한 체계적인 연구를 방해하고 글리칸 구조에 대한 정보 부족은 생물 분자 그룹의 기능에 대한 이해를 심각하게 제한합니다.

2024년 3월 28일, 녕연/창업연/반준민 과제팀은"천연유원균세포"잡지에 온라인으로"천연섬유융모에서 단백질과 폴리당성분의 구조선도발견"이라는 제목의 글을 발표하여 라인의조섬모에서 분리된 유원균의 3.0A 해상도 랭동전경구조를 보도했다.솜털은 섬모막에서 바깥으로 뻗은 가늘고 긴 구조다.솜털 본체가 초나선 섬유 구조를 형성하고 각 완전한 나선은 4 쌍의 반평행 Mastigoneme 샘플 1 (Mst1) 로 구성되어 있음을 발견했습니다.

이 연구에서 연구팀은 생물물리학, 세포생물학, 생물정보학의 방법을 사용하여 생물거대분자 구조의 구성에 참여하는 글리칸 분자의 분자 원리를 설명했습니다. 식물과 조류는 글리칸 모듈이 주로 아라비노스와 소량의 갈락토스로 구성된 독특한 형태의 하이포-포-글리코실화를 갖는 것으로 알려져 있습니다. 이 하이포-의존적 형태의 글리코실화는 식물과 조류의 정상적인 생명 활동의 기초입니다.