9. 범례가 TAT 라 부르는 꼬리 · 정교수의 mRNA백신 디자인 첫걸음 II

방법 절은 C말단에 TAT 펩타이드를 붙였다고 적습니다. TAT 는 HIV-1 바이러스의 단백질에서 온 열한 글자짜리 조각이고, 세포막을 통과하는 성질로 유명합니다.

TAT (HIV-1) : Y G R K K R R Q R R R

이 서열을 보면 성질이 한눈에 보입니다. 열한 글자 가운데 여덟 이 아르기닌(R)과 라이신(K)입니다. 강한 양전하 덩어리입니다.

그런데 Fig 1B 에서 C말단 열한 잔기를 읽으면 이렇습니다.

구조물 409–419 : T G A L L A A G A A A

진짜 TAT 는 염기성 잔기가 여덟, 이 꼬리는 영 입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 두 서열의 전하를 견준다.
real_tat = "YGRKKRRQRRR"
cterm    = "TGALLAAGAAA"

def basic(s):
    return sum(1 for c in s if c in "KRH")

def acidic(s):
    return sum(1 for c in s if c in "DE")

print("%-14s %-14s %6s %6s %7s" % ("무엇", "서열", "염기성", "산성", "알짜"))
print("-" * 52)
for name, s in [("진짜 TAT", real_tat), ("구조물 C말단", cterm)]:
    print("%-14s %-14s %6d %6d %+7d"
          % (name, s, basic(s), acidic(s), basic(s) - acidic(s)))
print("-" * 52)
print()
print("TAT 가 막을 통과하는 원리는 아르기닌의 구아니디늄기가")
print("세포 표면의 음전하(헤파란황산)에 달라붙는 데서 시작한다.")
print()
print("구조물 C말단의 염기성 잔기 수:", basic(cterm))
print("전하가 0 이면 그 원리로는 작동할 수 없다.")

TAT 는 어떻게 막을 넘나

🧲

① 달라붙는다

아르기닌의 양전하가 세포 표면의 음전하 당사슬에 붙는다

🫧

② 끌려 들어간다

막이 오목해지며 통째로 삼켜진다

🚪

③ 빠져나온다

엔도솜 안에서 세포질로 새어 나온다

세 걸음 모두 첫 걸음에 기대고 있습니다. 첫 걸음은 전하입니다. 전하가 없으면 나머지가 일어나지 않습니다.

알짜 전하 0 인 펩타이드는 TAT 의 방식으로 막을 넘지 못한다

꼬리 서열의 글자를 바꿔 보세요. 염기성 잔기를 넣을수록 전하가 어떻게 쌓이는지 보입니다.

불러오는 중…

이 꼬리가 실제로 하는 일

전하가 없다고 아무 일도 안 하는 것은 아닙니다. TGALLAAGAAA 는 알라닌과 글라이신·류신이 섞인 소수성 서열입니다.

성질	TAT `YGRKKRRQRRR`	꼬리 `TGALLAAGAAA`
알짜 전하	+8	0
성격	강한 친수성 · 양이온	소수성 · 중성
구조 성향	정해진 모양 없음	알라닌이 많아 나선을 만들기 쉽다
기대되는 자리	표면에 노출	안쪽으로 묻히기 쉽다

19강에서 ElliPro 결과를 볼 때 이 꼬리가 어디에 놓이는지 확인합니다.

알려진 세포투과 펩타이드는 예외 없이 염기성 잔기가 많습니다. 그것이 이 무리를 묶는 성질입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 알려진 세포투과 펩타이드들과 견준다.
CPP = [
    ("TAT (HIV-1)",      "YGRKKRRQRRR"),
    ("Penetratin",       "RQIKIWFQNRRMKWKK"),
    ("Polyarginine R9",  "RRRRRRRRR"),
    ("Transportan 일부", "AGYLLGKINLKALAALAKKIL"),
    ("이 구조물의 꼬리", "TGALLAAGAAA"),
]

print("%-20s %-24s %6s %7s" % ("이름", "서열", "길이", "염기성"))
print("-" * 62)
for name, s in CPP:
    b = sum(1 for c in s if c in "KRH")
    print("%-20s %-24s %6d %7d" % (name, s, len(s), b))
print("-" * 62)
print()
print("알려진 세포투과 펩타이드는 예외 없이 염기성 잔기가 많다.")
print("그것이 이 펩타이드들을 '세포투과' 로 묶는 공통점이다.")
print()
print("마지막 줄만 0 이다.")

소수성 꼬리가 놓일 자리

TGALLAAGAAA 는 알라닌 여섯 · 글라이신 둘 · 류신 둘 · 트레오닌 하나입니다. 곁사슬이 작고 기름집니다.

단백질이 접힐 때 이런 구간은 대개 안쪽으로 묻힙니다. 물을 싫어하니 표면에 남아 있을 이유가 없습니다.

TAT 였다면

강한 양전하 → 표면에 노출
세포 표면에 붙을 수 있다

이 꼬리는

소수성 → 안쪽으로 묻히기 쉽다
바깥과 닿을 일이 줄어든다

19강에서 ElliPro 가 이 꼬리를 어떻게 다루는지 확인합니다 — 2번 에피토프(226–419)에 들어갑니다.

🤔 확인 문제

TAT 펩타이드가 세포막을 통과하는 첫 걸음은 무엇인가요?

🤔 확인 문제

이 강이 단정하는 것과 단정하지 않는 것은?

해설 TGALLAAGAAA 에 염기성 잔기가 없다는 것과 그래서 TAT 의 알려진 원리로는 막을 넘지 못한다는 것은 서열에서 바로 나오는 사실입니다. 그 서열이 왜 거기 있는지는 논문이 말하지 않았고 우리도 모릅니다.