단백질 프로토콜 (Protein Protocols)

생명과학 전공자를 위한 단백질 연구 방법

안태호 지음

전남대학교출판문화원 2018년 08월 30일 출간

작품소개

책소개

현대생물학은 포스트 게놈(post-genome) 시대를 향해 가고 있으며 이에 따라 게놈의 발현체인 단백질 연구(프로테오믹스, proteomics)의 중요성이 더욱 증대되고 있다.
본 저서 ‘단백질 프로토콜 (Protein Protocols)’는 생물학, 생화학, 기초의학 및 기타 생명과학 전공자들에게 단백질 연구 방법을 위한 프로토콜을 제공할 목적으로 기획되었다. 단백질을 주된 연구 대상 혹은 기타 연구 주제의 도구로 활용할 때 가장 문제가 되는 부분은 성공적인 결과 도출을 위한 상세한 실험방법과 재료, 주의해야 할 tip 등일 것이다. 본서는 이러한 연구자들의 요구에 맞게, 단백질 연구의 기본이 될 수 있는 다양한 방법들을 그대로 재현할 수 있도록 자세히 기술하였다. 단지 외국의 연구자들에 의해 확립된 과정을 단순히 번역하여 소개하는 데 그치지 않고 저자의 실험실에서 많은 부분을 검증하여 재현성을 확보하였다. 또한 실험 과정 중에서 실험의 편의성과 시간, 비용을 절감하기 위하여 생략할 수 있는 부분을 ‘선택사항’으로 분별하였고 전체 실험의 성패를 결정할 수 있는 중요 tip들도 함께 언급하였다.
각 장의 구성은 원리, 재료와 기자재, 실험방법, 주의 사항, 참고문헌 등의 순서이며 이해를 돕기 위해 실험 scheme, 흐름도, 배경지식, 분자구조 등을 그림으로 삽입하였다. 영어의 전공 용어를 최대한 한국어로 번역하여 기술하려고 노력하였으나, 확실한 용어의 개념을 위해 영어를 그대로 쓴 부분도 있고 괄호로 함께 적기도 하였다. 본서가 생명과학 전공자들의 연구와 학업에 조그만 보탬이 되기를 바란다.

목차

머리말

목차

약어

제1장 단백질 농축(침전) 방법 17
A. Trichloroacetic acid (TCA)를 이용한 침전법 18
B. TCA-Deoxycholate (DOC)를 이용한 침전법 20
C. 유기용매를 이용한 침전법 22
D. Polyethylene glycol (PEG) 침전법 24
E. Ammonium sulfate에 의한 침전법 26
F. 면역침전법 29

제2장 단백질 농도 정량 33
A. Bichinchoninic acid (BCA) Assay 34
B. Bradford 방법 (Micro-assay) 38
C. Lowry Assay (1) 42
D. Lowry Assay (2) 44
E. Fluorescamine을 이용한 단백질 정량법 46
F. Fluorescamine을 이용한 펩타이드 농도 정량 48
G. NanoOrange를 이용한 단백질 농도 정량 50
H. o-Phthaldialdehyde (OPA)를 이용한 단백질/펩타이드 농도 정량 53
I. 단백질의 아미노산 구성 성분(amino acid composition)을 이용한 정량법 55
J. 280 nm에서의 흡광도(A280)를 이용한 단백질 정량법 58
K. 205 nm에서의 흡광도(A205)를 이용한 단백질 정량법 60
L. 단백질 내 Tryptophan 농도(개수) 구하기 62

제3장 단백질 염색법 65
A. Coomassie Brilliant Blue (CBB) R을 이용한 염색법 66
B. 은 염색법 (1) 68
C. 은 염색법 (2) 71
D. SYPRO (Ruby, Red) 염색법 73
E. Copper chloride (CuCl2) 염색법 75
F. Imidazole과 Zn2+을 이용한 염색법 77
G. Potassium acetate/chloride 염색법 79
H. Coomassie Brilliant Blue G-250 염색법 81
I. Colloidal CBB G-250을 이용한 염색법 83
J. Periodic acid-Schiff (PAS) 염색법 85
K. Ponceau S 염색법 89
L. Amido black 염색법 92
M. 면역분석을 이용한 당단백질 검출 94
N. Lectin을 이용한 당단백질 검출 99
O. Blot membrane 상에서 인산화 단백질의 염색 102

제4장 Gel, blot membrane으로부터 단백질 회수 105
A. 단순확산을 통한 gel로부터 단백질 회수 (1) 106
B. 단순확산을 통한 gel로부터 단백질 회수 (2) 108
C. 전기를 이용한 단백질 회수 109
D. Blot membrane으로부터 단백질 회수 112

제5장 혈청, 혈장, 복수액 등으로부터 항체 정제법 115
A. Protein A/G를 이용한 IgG 정제 116
B. Thiophilic 크로마토그래피를 이용한 IgG 정제 119
C. 염류(salt)를 이용한 IgG 정제 122
D. Caprylic acid 이용한 IgG 정제 124
E. 항원이 고정화된 레진을 이용한 IgG 정제 126

제6장 항체의 접합체 만들기 129
A. Glutaraldehyde 가교제를 이용한 alkaline phosphatase와 항체의 결합 131
B. Maleimide를 이용한 alkaline phosphatase와 항체의 결합 135
C. β-Galactosidase와 항체의 결합 139
- Ellman’s assay 141
D. Horseradish peroxidase와 항체의 결합 143
- Periodate에 의한 HRP 활성화 144
E. 항체의 digoxigenin 표지 146
F. 항체에 형광염료 표지 148
G. 항체에 biotin 표지 152
- HABA assay 155

제7장 항체, 단백질, 펩타이드의 고정화 159
A. Protein A 레진을 이용한 항체의 고정화 (1) 160
B. Protein A 레진을 이용한 항체의 고정화 (2) 163
C. SulfoLink gel을 이용한 단백질 고정화 165
D. AminoLink gel을 이용한 단백질 고정화 169
E. Affi-Gel을 이용한 폴리펩타이드의 고정화 171
F. Cyanogen bromide 가교제에 의한 폴리펩타이드의 고정화 175
G. 기타 고정화 방법 178

제8장 펩타이드와 캐리어 단백질의 결합 181
A. Glutaraldehyde 가교제를 이용한 결합 183
B. EDC를 이용한 결합 방법 185
C. Sulfo-SMCC를 이용한 결합 방법 187

제9장 단백질 정제 191
A. 소규모의 재조합 단백질 발현 및 용해도 테스트 192
B. GST-융합 단백질의 정제 195
C. GST-융합 단백질로부터 GST 제거 1; PreScission protease 사용 198
D. GST-융합 단백질로부터 GST 제거 2; thrombin 또는 Factor Xa 사용 201
E. 혈액 시료로부터 albumin 제거 혹은 정제 205
- ATPase 활성 측정 206
F. His-tag단백질 정제 209
G. NADP+-dependent dehydrogenase 또는 NADP+에 친화력을 갖는 단백질의 정제 213
H. 당단백질 정제 215
I. Calmodulin 결합 단백질, ATPases, adenylate cyclases, protein kinases, phosphodiesterases 단백질의 정제 217
J. Serine proteases의 제거 혹은 정제 219
K. 대장균 내에서 발현된 MBP (maltose binding protein)- 융합 단백질의 정제 221

제10장 단백질의 화학적 변형 225
A. Cysteine 잔기의 carboxymethylation (1) 226
B. Cysteine 잔기의 carboxymethylation (2) 228
C. 단백질의 succinylation 229
D. 단백질 N-말단의 카복실화 231
E. 타이로신의 nitration 233

제11장 단백질의 화학적 분해 237
A. CNBr에 의한 Methionyl-X 펩타이드 결합의 분해 238
B. CNBr에 의한 Tryptophanyl-X 펩타이드 결합의 분해 241
C. NTCB에 의한 Cysteinyl-X 펩타이드 결합의 분해 243
D. Hydroxylamine에 의한 Asparaginyl-Glycyl 펩타이드 결합의 분해 245

제12장 단백질-단백질 상호작용 249
A. GST-융합 단백질을 32P로 표지 250
B. Far-Western Blotting 253
C. GST pull-down 분석 256
D. Co-immunoprecipitation 259
E. 단백질 태그(tag)를 이용한 pull-down 분석 263

제13장 Protease Footprinting 267
A. Protein kinase A를 이용한 단백질의 말단 부위 표지 269
B. Fe-EDTA 라디칼에 의한 protease footprinting 반응 271
C. 단백질 가수분해 효소에 의한 protease footprinting 274
- 질량분석을 위한 단백질의 제한적 분해 276
A. 용액에 용해되어 있는 단백질의 제한적 분해 276
B. Gel 상에서 단백질의 제한적 분해 278

제14장 단백질-단백질의 화학적 가교 283
A. 아민기와 아민기 사이의 연결 285
B. 아민기와 티올기의 연결 288
C. 카복실기와 아민기의 연결 291
D. 티올기와 탄수화물(당)과의 연결 294
E. 티올기와 티올기의 연결 296

제15장 단백질 전기영동 299
A. Tricine을 이용한 단백질 전기영동 300
B. Urea을 이용한 SDS-PAGE 303
C. Native gel electrophoresis 305
D. Urea를 사용하지 않는 펩타이드 분석용 SDS-PAGE 307
E. Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)를 이용한 PAGE 309

제16장 Blotting 기법들 313
A. 블롯의 재사용 314
B. Blue-Dry Western blotting 316
C. 전형적인 Western blotting 318

제17장 세포 파쇄와 단백질 추출 323
A. 원핵세포로부터 단백질 추출과 inclusion bodies의 용해 324
B. 대장균 S30 세포 추출물 327
C. Yeast로부터 단백질 추출 330
D. 동물세포로부터 단백질 추출 333

제18장 단백질의 방사성 요오드 표지 335
A. Chloramine T를 이용한 단백질의 요오드 표지 336
B. Lactoperoxidase를 이용한 단백질의 요오드 표지 340
C. IODO-GEN를 이용한 단백질의 요오드 표지 342

제19장 단백질의 방사성 35S, 3H 표지 347
A. 대장균 내에서 35S 표지된 단백질 생산 348
B. 35S 표지된 단백질을 탐침자로 사용 351
C. 단백질의 in vitro 3H 표지 354

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작가정보

저자(글) 안태호

1991 연세대학교 생화학과 졸업
1991~1996 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 석사, 박사
1996~1997 University of Washington, Department of Biochemistry 박사 후 연구원
2002~2010 전남대학교 수의과대학 생화학교실 조교수, 부교수
2010~2011 University of North Carolina (Chapel Hill) School of Pharmacy 방문교수
2011~현재 전남대학교 수의과대학 생화학교실 교수