아데닐레이트 키나아제(Adenylate kinase, AK)는 ATP와 AMP 사이의 가역적 고에너지 인산화 반응을 촉매하는 효소로, 에너지 대사 및 핵산 합성, 신호 전달과 연관되어 있다. 이 효소는 세 개의 서로 다른 도메인으로 구성된다: 코어(Core), AMP 결합 도메인(AMP binding domain, AMPbd), 그리고 리드 도메인(Lid domain, LID). AMPbd와 LID의 주된 역할은 두 도메인의 유연성에 따른 구조적 변화(conformational changes)와 관련된다. 인간 AK1의 3차원 구조는 아직 확인되지 않았으며, 활성 부위를 규명하기 위해 다양한 돌연변이 실험이 수행되어 왔다. 본 연구에서는 LID 도메인의 아르기닌[138]을 알라닌[138]으로 치환한 AK1R138A를 제작하고, NMR 실험, 백본 동역학(backbone dynamics) 분석, 분자 도킹 동적 시뮬레이션을 수행하여 구조 변화와 기질 결합 부위의 원인을 규명하고자 하였다. 합성된 사람 근육형 아데닐레이트 키나아제 1(synthetic human muscle type adenylate kinase 1, hAK1) 및 그 변이체(AK1R138A)를 E. coli와 재조합(re-combined)한 뒤 M9 배지에서 발현하였다. 발현된 단백질을 정제하였으며 최종적으로 hAK1은 0.520 mM, AK1R138A는 0.252 mM를 확보하였다. 아미노산 서열 분석과 HSQC 스펙트럼의 신호 할당을 위해 HNCA, HN(CO)CA를 포함하는 다핵 다차원 NMR 실험을 수행하였다. 화학적 이동 변화(chemical shift perturbation) 데이터는 LID 도메인의 잔기와 알라닌[138] 주변에서 나타났고, 발린[179]의 섭동 값(0.22 ppm)은 LID 도메인과의 상호 소통 효과(inter-communication effect) 및 hAK1과 AK1R138A 사이의 구조적 변화(structural change)로 해석된다.
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