[응용생물학] 프로테오믹스(Proteomics)

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레포트 > 자연계열
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소개글

[응용생물학] 프로테오믹스(Proteomics)에 대한 자료입니다.

1. proteomics의 정의
2. 프로테오믹스가 중요한 이유
3. proteomics의 핵심기술(proteome nalysis를 위한 기술)
2DE(two-dimensional electrophoresis)
MALDI-TOF (matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight)
4. proteomics의 장점과 한계점
한계점
5. 프로테오믹스의 이용 및 응용 분야
1) Post-translational modification(전사 후 수식) 연구
2) Pathogen의 proteomics
3) 암 연구
4) 항비만 연구
5) 생식기전의 연구
6) 약물독성분야 연구
7) 세포분자 디스커버리를 위한 프로테오믹스
8) 미니 단백질, 펩티돔(Peptidome)
9) 안정성 검토 및 약물효과 검증을 위한 도구
10) 프로테옴 정보학
6. Proteomics의 현재

본문내용

1. proteomics의 정의
인간 게놈의 초안이 2001년 2월에 발표된 이후1, 2, 게놈프로젝트 이후의 글로벌 프로테옴프로젝트가 최대의 관건이 되고 있다. 실제로 게놈의 구조를 밝히고, 그것의 기능을 연구하는 것은 자연스러운 방향 전환이며, 이를 기능유전체학(functional genomics)이라 칭한다. proteomics는 기능유전체학(functional genomics)중의 하나이다.
프로테옴(proteome)은 어원적으로 단백질체 (protein-body (-some) 라고 풀이 할 수 있으나, 실제로는 게놈(genome)의 상대어로서 의 합성어로 인식되고 있는 용어이다. 프로테오믹스는 게놈(Genome)에서 만들어지는 단백질의 총체를 의미하는 프로테옴을 연구하는 방법과 기술을 포괄적으로 의미하는 말로, '프로테옴(단백질체) 분석학' 이라고 한다. 프로테옴을 대량으로 분석하고 상호기능관계 지도를 작성하며 구조분석을 통해 궁극적으로 특정 단백질과 이를 만드는 유전자의 기능을 동시에 밝혀내는 것을 목적으로 한다. 즉, 단백질의 성질을 발현, post-translational modification(번역 후 변형), 다른 단백질과의 결합에 초점을 두어 연구함으로써 세포내 변형과정과 네트워크 형성을 질병의 진행과정과 연계시켜 총괄적으로 이해 할 수 있는 연구 분야를 뜻 한다. 당초 프로테오믹스는 정상적인 세포들과 비정상적인 세포들을 분리, 분석하는 의미로 널리 통용되었으나, 최근에는 단백질간의 상호 작용이나 분광학적 수단이나 수학적인 방법을 이용하여 단백질의 입체 구조를 분석하는 단계로까지 발전함.
생명체의 genome이 모든 세포에서 동일한 형태로 존재하며, 생명체가 수행하는 기능의 이론적인 면만을 제시할 수 있음에 반해, proteome은 세포가 처해 있는 환경에 따라, 그리고 고등 생명체의 경우에는 각 조직 별로 유동적으로 존재하며, 세포의 실제적인 기능을 표현해 준다. 이러한 이유로 급속한 속도로 밝혀지고 있는 미지의 유전자들의 기능을 밝혀내고자 하는 functional genomics의 한 부분으로 새롭게 부각되고 있고, 세포 내에서 일어나는 실제적인 현상들을 전체 단백질 단계에서 통합적으로 파악하는 수단을 제공한다.
【Genome과 Proteome의 비교】
Genome
Proteome
유전정보 (DNA)의 총체
단백질의 총체
개체마다 유일함
한 개체에도 수없이 많음
생명체 설계도의 해독
기능단위의 총체적 해독
연구와 산업의 기본 Data
산업에 직결된 Data
미국이 독점
호주, 스위스, 덴마크 등이 선도

최근 이 학문이 각광받는 이유는 인간 유전체 염기서열이 다 밝혀졌다고 해도 그것만 가지고는 유전자 산물의 기능을 알 수가 없고, 이것이 전사(transcription)되어 단백질 생성 수준에서 조절된다고 하더라도 최종적으로 세포 내에서의 기능 여부는 얼마나 정교하고 적절하게 단백질 합성 후 변형되는가에 달려 있기 때문이다. 즉 최종적으로 완벽한 모양이 갖추어진 단백질을 분석하지 않고는 그 유전자의 세포 내 기능을 알 수 없는 것이다.
이런 의미에서 21세기 기술문명을 이끌어나갈 고부가가치, 고성장 산업으로 기대되며 다른 산업에 대한 파급 효과가 클 것으로 예상된다.

2. 프로테오믹스가 중요한 이유
생명체의 생명활동을 수행하는 것은 단백질이다. 우리 몸의 거의 모든 부분이 단백질로 이루어져 있고 모든 activity를 가능케 하는 Worker molecules이다. 이러한 단백질을 합성하는 기본 정보인 mRNA (DNA)의 양이 단백질 양과 항상 비례하지는 않는다. 유전자 배열과 mRNA의 발현정도를 통해서는 실제 세포내에서 단백질의 발현정도를 예측하기 어려우나, 프로테옴 분석을 통해 정제과정 없이 조직 등 시료에 존재하는 모든 단백질을 펼쳐 분석할 수 있다. 질병의 진단에 사용되는 혈청이나 뇨(尿)에는 mRNA 대신 단백질이 존재하기 때문에 특정한 유전자의 이상발현으로 질병이 발생해도 문제점을 측정하기 어려우나, 프로테옴 분석은 유전자의 발현 정도를 한 눈에 알 수 있다.
gene sequence에서는 앞으로의 분자생물학 기전을 예측하는 데 매우 중요한 단백질 변형(Methylation, phosphorylation 등)에 대해 알 수 없으나, 프로테옴 분석에서는 유전자에 의한 현상과 유전자 외적요인(mutagenics/epigenic)에 의한 현상을 쉽게 추적할 수 있다.
프로테오믹스는 세포의 생리적 상태변화에 따른 분자적인 현상과 세부적인 기전을 규명할

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