초록(국문)
히스태그(Oligohistidine tag, His-tag)와 금속 이온의 상호작용은 단백질 추출 등의 다양한 목적으로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 금속유기골격체(Metal Organic Framework, MOF)를 코팅한 수정진동저울(Quartz Crystal Microbalance, QCM)의 단백질 정량화에 대한 가능성을 알아보기 위해 히스태그가 부착된 녹색 형광단백질(Green Fluorescent Protein, GFP)을 수정진동저울 센서에 코팅된 금속유기골격체와 상호작용 시킨 뒤, 질량 정량을 시도했다. 우선 금속유기골격체 후보군으로는 금속 이온이 배위 가능한 리간드를 가진 물질을 위주로 선정했으며, 금속 이온 중 코발트와 니켈 이온과 강한 상호작용을 형성하는 히스태그의 특성을 이용해 Co, Ni 이온을 배위 시킨 금속유기골격체에 대한 히스태그@녹색 형광단백질 결합(His-tagged GFP Binding) 역시 진행하였다. 결과적으로 UiO-67-bpydc가 가장 이상적인 금속유기골격체라는 결론을 얻은 후, 새로운 드롭 캐스팅(Drop Casting) 방식을 고안해 안정적으로 수정진동저울 센서에 금속유기골격체를 코팅시켰다. 이에 대해 히스태그@녹색 형광단백질 결합을 실시한 후 자외선 현미경으로 금속유기골격체에서 형광이 나오는 것을 관찰하였고, 수정진동저울으로 녹색 형광단백질 결합 전후 질량 변화를 측정한 결과 약 7.85µg라는 값을 얻어 단백질 정량화에 성공했다는 결론을 내렸다. 또한 UiO-67-bpydc 계열의 금속유기골격체가 녹색 형광단백질과 친수성, 소수성 혹은 어떤 종류의 상호작용을 주로 형성하는지 정성적 분석을 시도하여 히스태그 상호작용과 친유성 결합을 주로 형성한다는 결과를 얻었다.
초록(영문)
Interaction of Oligohistidine-tags(His-tag) with metal ions have long have been known and used for various purposes such as protein purification. Here, we conducted quantification of his-tagged Green Fluorescent Protein(GFP) by binding with Metal-Organic Framework (MOF)-coated Quartz Crystal Microbalance(QCM) sensor in order to reveal their possibility of selective protein quantification. QCM is capable of detecting nanogram-scale mass change with a simple procedure, giving immediate quantitative results. Especially, MOF-coated QCM is predicted to have increased efficiency in mass-change sensitivity. In this research, we selected MOF candidates with ligands that have coordinative sites, and those in which the metal ions(Ni, Co) consisting them are known to interact strongly with his-tags, and carried out His-tagged GFP binding. As a result, we concluded that UiO-67-bpydc are the most ideal MOF for binding, and developed a novel drop casting method for QCM sensor coating. Finally, we ap