도메인

보통 큰 단백질의 삼차구조는 도메인(domain)이라고 불리는 공 모양 또는 섬유 모양 부분으로 구분된다.  구조적으로 domain은 [폴리펩타이드]](polypeptide)가 뭉쳐져서 만들어진 것으로 큰 단백질의 경우에는 X-ray나 전자현미경으로 관찰할 수 있다.  이러한 별개의 부분들은 단백질의 다른 부분과 쉽게 구별이 되지만 결국 폴리펩타이드 사슬로 연결되어 있는 하나의 단백질이다.  예를 들면  hemagglutinin은 공 모양의 도메인(globular domain)과 섬유 모양의 도메인(fibrous domain)으로 이루어져 있음을 알 수 있다.

Domain은 100-200개의 잔기(residue)로 이루어진 구조로, α helix, β sheet, turn, random coil의 구조가 다양하게 조합되어 있다.  때로는 특이한 구조로 한 도메인을 이루기도 하는데, 특정 아미노산이 많이 모여있는 도메인(proline-rich domain 등) 그 예이다.

때때로 도메인이라는 용어는 기능적인 부분을 일컬을 때 사용하기도 한다.  예를 들면, kinase domain과 같이 단백질에서 효소의 촉매 작용을 일으키는 부분을 가리키기도 하고, DNA-binding domain이나 membrane-binding domain과 같이 한 단백질 내에서 DNA나 생체막과 결합하는 부위를 가리키기도 한다.  이러한 기능적인 도메인(functional domain)은 주로 실험을 통해서 밝혀진다.  보통 단백질의 활성도는 삼차원적 구조로 정해지기 때문에 기능적 도메인은 적어도 하나 또는 여러 개의 구조적 도메인(structural domain)으로 구성되어 있다.

삼차구조는 단순한 구성요소로 복잡한 분자를 만들어낸다는 원리로 생성된다.  결국 이차구조의 모티프처럼 삼차구조의 도메인이 구성요소로 작용하여 각기 다른 단백질을 만들어내는 것이다.  표피성장인자(epidermal growth factor; EGF)가 바로 그 예이다.

구성요소를 이용해 그린 여러 가지 단백질

EGF는 물에 잘 녹는 작은 펩타이드로 이루어진 호르몬으로, 피부나 연결조직의 세포에 붙어서 세포분열을 일으키는 물질이다.  세포 표면에는 EGF 전구체(precursor)가 붙어있는데, 이 전구체는 EGF 도메인이 여러 개 반복적으로 붙어 있는 형태이다.  여기에 단백분해효소가 작용하여 EGF를 하나씩 떼어내어 독립적인 EGF가 생성된다.  또한 EGF 도메인은 조직 플라스미노젠 활성체(tissue plasminogen activator; TPA), Neu 단백질, Notch 단백질에도 존재한다.  여기서 TPA는 심장마비환자에게 혈전용해제로 쓰는 단백분해효소(protease)이고, Neu 단백질은 배발생(embryonic differentiation)에 관여하는 단백질이며, Notch 단백질은 세포들이 서로 달라 붙을 수 있도록 하는 세포부착 분자(cell-adhesion molecule)이다.