{{위키데이터 속성 추적}}
'''당펩타이드'''({{llang|en|glycopeptide}})는 펩타이드를 구성하는 [[아미노산]] [[잔기]]의 [[곁사슬]]에 [[공유 결합]]되어 있는 [[탄수화물]] [[부분 (화학)|부분]]([[글리칸]])을 포함하고 있는 [[펩타이드]]이다.

지난 수십 년 동안 세포 표면의 글리칸([[막단백질]] 또는 [[지질 (생물학)|지질]]에 부착됨)과 [[단백질]]에 결합된 글리칸([[당단백질]])이 [[생물학]]에서 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 예를 들어 이러한 구조는 [[수정 (생물학)|수정]],<ref>{{저널 인용|title=Cell adhesion and fertilization: Steps in oocyte transport, sperm-zona pellucida interactions, and sperm-egg fusion|journal=Biology of Reproduction|author1=Talbot P.|author2=Shur B. D.|year=2003|volume=68|issue=1|pages=1–9|doi=10.1095/biolreprod.102.007856|pmid=12493688|author3=Myles D. G.|s2cid=10166894}}</ref> [[면역계]],<ref>{{저널 인용|title=Glycosylation and the immune system|journal=Science|author1=Rudd P. M.|author2=Elliott T.|year=2001|volume=291|issue=5512|pages=2370–2376|bibcode=2001Sci...291.2370R|doi=10.1126/science.291.5512.2370|pmid=11269318|author3=Cresswell P.|author4=Wilson I. A.|author5=Dwek R. A.}}</ref> 뇌 발달,<ref name="Varki">{{저널 인용|title=Biological Roles of Oligosaccharides - All of the Theories Are Correct|journal=Glycobiology|author=Varki A|year=1993|volume=3|issue=2|pages=97–130|doi=10.1093/glycob/3.2.97|pmc=7108619|pmid=8490246}}</ref> 내분비계<ref name = Varki/> 및 염증<ref name="Varki" />에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.<ref>{{저널 인용|title=Chemical glycobiology|journal=Science|author1=Bertozzi C. R.|author2=Kiessling L. L.|year=2001|volume=291|issue=5512|pages=2357–2364|bibcode=2001Sci...291.2357B|doi=10.1126/science.1059820|pmid=11269316|s2cid=9585674}}</ref><ref name = "immune_glycan"/>

당펩타이드의 [[화학 합성|합성]]은 연구자들이 자연에서 글리칸이 어떤 기능을 하는지 밝히고, 유용한 치료 및 생명공학적으로 응용할 수 있는 생물학적 탐침을 제공한다.

== 글리코펩타이드 결합의 다양성 ==
=== ''N''-결합 글리칸 ===
{{본문|N-결합 글리코실화}}
''N''-결합 글리칸은 글리칸이 [[아스파라긴]](Asn) 잔기에 부착되어 있으며, 자연에서 발견되는 가장 일반적인 결합에 속한다는 사실에서 그 이름이 유래되었다. 대부분의 ''N''-결합 글리칸은 GlcNAc-β-Asn<ref name="Vliegenthart, J. F. G. 1998">{{저널 인용|author1=Vliegenthart J. F. G. |author2=Casset F. | year = 1998 | title = Novel forms of protein glycosylation | journal = Current Opinion in Structural Biology | volume = 8 | issue = 5| pages = 565–571 | doi=10.1016/s0959-440x(98)80145-0|pmid=9818259 |hdl=1874/5477 | hdl-access = free }}</ref>의 형태를 취하지만 GlcNAc-α-Asn<ref>{{저널 인용|author1=Shibata S. |author2=Takeda T. |author3=Natori Y. | year = 1988 | title = The Structure of Nephritogenoside - a Nephritogenic Glycopeptide with Alpha-N-Glycosidic Linkage | url =http://www.jbc.org/content/263/25/12483.abstract  | journal = Journal of Biological Chemistry | volume = 263 | issue = 25| pages = 12483–12485 |pmid=3410849}}</ref> 및 Glc-Asn<ref>{{저널 인용|author1=Wieland F. |author2=Heitzer R. |author3=Schaefer W. | year = 1983 | title = Asparaginylglucose - Novel Type of Carbohydrate Linkage | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 80 | issue = 18| pages = 5470–5474 | doi=10.1073/pnas.80.18.5470|pmid=16593364 |bibcode=1983PNAS...80.5470W|pmc=384279}}</ref>과 같은 보다 일반적이지 않은 구조적 결합도 관찰되었다. 단백질 접힘 및 세포부착 기능 외에도 단백질의 ''N''-결합 글리칸은 단백질의 기능을 조절할 수 있으며 경우에 따라서는 온-오프 스위치 역할을 할 수 있다.<ref name = "immune_glycan"/>
{|
|[[파일:GlcNac1.gif|왼쪽|600px|섬네일|GlcNAc-β-Asn의 구조]]
|}

=== ''O''-결합 글리칸 ===
{{본문|O-결합 글리코실화}}
''O''-결합 글리칸은 글리칸과 [[아미노산]] [[곁사슬]]의 [[하이드록실기]](보통 [[세린]] 또는 [[트레오닌]]에서 유래) 사이의 결합에 의해 형성된다. 대부분의 ''O''-연결 글리칸은 GlcNAc-β-Ser/Thr 또는 GalNAc-α-Ser/Thr의 형태를 취한다.<ref name="Vliegenthart, J. F. G. 1998"/>
{|
|[[파일:GalNacSer.gif|왼쪽|섬네일|600px|GlcNAc-β-Ser의 구조]]
|}

=== ''C''-결합 글리칸 ===
세 가지 결합 중 가장 흔하고 가장 이해하기 어려운 것은 ''C''-결합 글리칸이다. ''C''-결합은 [[트립토판]] 잔기에 [[만노스]]가 공유 결합된 것을 지칭한다. ''C''-결합 글리칸의 예는 α-만노실 트립토판이다.<ref>{{저널 인용|author1=Debeer T. |author2=Vliegenthart J. F. G. |author3=Loffler A. |author4=Hofsteenge J. | year = 1995 | title = The Hexopyranosyl Residue That Is C-Glycosidically Linked to the Side-Chain of Tryptophan-7 in Human Rnase U-S Is Alpha-Marmopyranose | journal = Biochemistry | volume = 34 | issue = 37| pages = 11785–11789 | doi=10.1021/bi00037a016 | pmid=7547911}}</ref><ref>{{저널 인용| doi = 10.1007/978-4-431-54836-2_67-1 | title=C-Mannosylation: A Modification on Tryptophan in Cellular Proteins | journal=Glycoscience: Biology and Medicine | pages=1–8| year=2014 | last1=Ihara | first1=Yoshito | last2=Inai | first2=Yoko | last3=Ikezaki | first3=Midori | last4=Matsui | first4=In-Sook L. | last5=Manabe | first5=Shino | last6=Ito | first6=Yukishige | isbn=978-4-431-54836-2 }}</ref>

== 당펩타이드의 합성 ==
당펩타이드를 합성하기 위한 몇 가지 방법들이 문헌으로 보고되어 있다. 이러한 방법들 중 가장 일반적인 방법은 다음과 같다.
=== 고체상 펩타이드 합성 ===
고체상 펩타이드 합성(SPPS)에서 당펩타이드 합성을 위한 두 가지 방식으로 선형 어셈블리 및 수렴 어셈블리가 있다. 선형 어셈블리는 빌딩 블록을 합성한 다음 고체상 펩타이드 합성을 이용하여 빌딩 블록을 함께 부착시킨다. 고체상 펩타이드 합성의 개요가 아래에 그림으로 설명되어 있다.
{|
|[[파일:GlycanSPPS.gif|왼쪽|600px|섬네일|그림 1. 선형 어셈블리 방식의 개요]]
|}

아래의 그림과 같이 [[단당류]] 아미노산 빌딩 블록의 합성을 위한 몇 가지 방법이 있다.
{|
|[[파일:Glycanbb.gif|왼쪽|섬네일|600px|그림 2.  a) 수지에 아미노산 단당류 빌딩 블록의 제조<ref>{{저널 인용|author1=Jansson A. M. |author2=Meldal M. |author3=Bock K. | year = 1990 | title = The Active Ester N-Fmoc-3-O-[Ac4-Alpha-D-Manp-(1-]2)-Ac3-Alpha-D-Manp-1-]-Threonine-O-Pfp as a Building Block in Solid-Phase Synthesis of an O-Linked Dimannosyl Glycopeptide | doi = 10.1016/s0040-4039(00)97224-1 | journal = Tetrahedron Letters | volume = 31 | issue = 48| pages = 6991–6994 }}</ref> b) 유리 아미노산 단당류 빌딩 블록의 제조<ref>{{저널 인용|author1=Elofsson M. |author2=Walse B. |author3=Kihlberg J. | year = 1991 | title = Building-Blocks for Glycopeptide Synthesis – Glycosylation of 3-Mercaptopropionic Acid and Fmoc Amino-Acids with Unprotected Carboxyl Groups | journal = Tetrahedron Letters | volume = 32 | issue = 51| pages = 7613–7616 | doi=10.1016/0040-4039(91)80548-k}}</ref>]]
|}

단당류 아미노산 빌딩 블록이 펩타이드 결합 조건, 아민 탈보호 조건 및 수지 절단에 대해 안정적이다. 선형 어셈블리는 문헌에 많은 예시들이 있으며 당펩타이드 합성을 위한 대중적인 방식이다.<ref>{{저널 인용|author1=Li H. G. |author2=Li B. |author3=Song H. J. |author4=Breydo L. |author5=Baskakov I. V. |author6=Wang L. X. | year = 2005 | title = Chemoenzymatic synthesis of HIV-1V3 glycopeptides carrying two N-glycans and effects of glycosylation on the peptide domain | journal = Journal of Organic Chemistry | volume = 70 | issue = 24| pages = 9990–9996 | doi=10.1021/jo051729z|pmid=16292832 }}</ref><ref>{{저널 인용|author1=Yamamoto N. |author2=Takayanagi Y. |author3=Yoshino A. |author4=Sakakibara T. |author5=Kajihara Y. | year = 2007 | title = An approach for a synthesis of asparagine-linked sialylglycopeptides having intact and homogeneous complex-type undecadisialyloligosaccharides | journal = Chemistry: A European Journal | volume = 13 | issue = 2| pages = 613–625 | doi=10.1002/chem.200600179|pmid=16977655 }}</ref><ref>{{저널 인용|author1=Shao N. |author2=Xue J. |author3=Guo Z. W. | year = 2003 | title = Chemical synthesis of CD52 glycopeptides containing the acid-labile fucosyl linkage | journal = Journal of Organic Chemistry | volume = 68 | issue = 23| pages = 9003–9011 | doi=10.1021/jo034773s|pmid=14604374 }}</ref>

수렴 어셈블리 방식에서 펩타이드 사슬과 글리칸 잔기는 먼저 별도로 합성된다. 그런 다음 글리칸은 펩타이드 사슬의 특정 잔기로 글리코실화된다. 이 방식은 [[글리코실화]] 단계에서의 낮은 반응 수율로 인해 선형 어셈블리에 비해 대중적이지 않다.<ref>{{저널 인용|author1=Gamblin D. P. |author2=Scanlan E. M. |author3=Davis B. G. | year = 2009 | title = Glycoprotein Synthesis: An Update | journal = Chemical Reviews | volume = 109 | issue = 1| pages = 131–163 | doi=10.1021/cr078291i | pmid=19093879}}</ref>

당펩타이드 라이브러리를 생성하는 또 다른 방식은 Glyco-SPOT 합성 기술을 사용하는 것이다.<ref>{{저널 인용|last1=Mehta |first1=AY |last2=Veeraiah |first2=RKH |last3=Dutta |first3=S |last4=Goth |first4=CK |last5=Hanes |first5=MS |last6=Gao |first6=C |last7=Stavenhagen |first7=K |last8=Kardish |first8=R |last9=Matsumoto |first9=Y |last10=Heimburg-Molinaro |first10=J |last11=Boyce |first11=M |last12=Pohl |first12=NLB |last13=Cummings |first13=RD |title=Parallel Glyco-SPOT Synthesis of Glycopeptide Libraries. |journal=Cell Chemical Biology |date=29 June 2020 |volume=27 |issue=9 |pages=1207–1219.e9 |doi=10.1016/j.chembiol.2020.06.007 |pmid=32610041}}</ref> 이 기술은 기존의 SPOT 합성 방법을 확장한 것이다.<ref>{{저널 인용|last1=Hilpert |first1=K |last2=Winkler |first2=DF |last3=Hancock |first3=RE |title=Peptide arrays on cellulose support: SPOT synthesis, a time and cost efficient method for synthesis of large numbers of peptides in a parallel and addressable fashion. |journal=Nature Protocols |date=2007 |volume=2 |issue=6 |pages=1333–49 |doi=10.1038/nprot.2007.160 |pmid=17545971|s2cid=32143600 }}</ref> 이 방법에서 당펩타이드 라이브러리는 고체상 역할을 하는 [[셀룰로스]] 표면(예: 여과지)에서 생성된다. 당펩타이드는 FMOC 보호 아미노산을 발견하여 생성되어 매우 적은 양의 아미노산을 사용하여 마이크로그램(나노몰) 스케일로 합성을 수행할 수 있다. 이 기술의 스케일은 펩타이드 당 더 적은 양의 아미노산을 사용하여 스크리닝을 위한 라이브러리를 만드는 데 유리할 수 있다. 그러나 더 많은 양의 당펩타이드를 생산하려면 전통적인 수지 기반의 고체상 기술이 더 나을 수 있다.

=== 천연 화학적 라이게이션 ===
천연 화학적 라이게이션(NCL)은 당펩타이드 절편의 선형 커플링을 기반으로 하는 수렴 합성 방법이다. 이 기술은 아래의 그림과 같이 한 펩타이드 절편의 [[N 말단|N-말단]] [[시스테인]] 잔기와 다른 펩타이드 절편의 [[C 말단|C-말단]] 싸이오에스터 사이의 [[화학선택성]] 반응을 사용한다.<ref name=Nilsson>{{저널 인용|author1=Nilsson B. L. |author2=Soellner M. B. |author3=Raines R. T. | year = 2005 | title = Chemical synthesis of proteins | journal = Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure | volume = 34 | pages = 91–118 | doi=10.1146/annurev.biophys.34.040204.144700 | pmid=15869385 | pmc=2845543}}</ref>
{|
|[[파일:Sulfur1.gif|왼쪽|섬네일|600px|그림 3. 천연 화학적 라이게이션의 메커니즘]]
|}

표준적인 고체상 펩타이드 합성(아미노산 잔기가 50개로 제한됨)과는 달리 천연 화학적 라이게이션은 큰 당펩타이드를 합성할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 자연에서 드문 아미노산 잔기인 [[N 말단|N-말단]]에 시스테인 잔기가 필요하다는 사실에 의해 제한된다.<ref name=Nilsson/> 그러나 이 문제는 부분적으로 시스테인 잔기를 선택적 [[탈황]]에 의해 [[알라닌]]으로 전환시키는 것으로 해결되었다.<ref>{{저널 인용|author1=Wan Q. |author2=Danishefsky S. J. | year = 2007 | title = Free Radical Based, Specific Desulfurization of Cysteine: A Powerful Advance in the Synthesis of Polypeptides and Glycopolypeptides | journal = Angew. Chem. | volume = 119 | issue = 48| pages = 9408–9412 | doi=10.1002/ange.200704195|pmid=18046687 }}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[탄수화물 화학]]
* [[당펩타이드계 항생제]]
* [[글리코실화]]
* [[펩타이드 합성]]
* [[당인산]]
* [[당뉴크레오타이드]]

== 각주 ==
{{각주|30em|refs=
<ref name="immune_glycan">{{저널 인용|vauthors=Maverakis E, Kim K, Shimoda M, Gershwin M, Patel F, Wilken R, Raychaudhuri S, Ruhaak LR, Lebrilla CB | title = Glycans in the immune system and The Altered Glycan Theory of Autoimmunity | journal = J Autoimmun | volume = 57 | issue = 6 | pages = 1–13 | year = 2015 | pmid = 25578468 | doi = 10.1016/j.jaut.2014.12.002 | pmc=4340844}}</ref>
}}

== 더 읽을거리 ==
* {{웹 인용| author=Emanual Maverakis |display-authors=etal | title=Glycans in the immune system and The Altered Glycan Theory of Autoimmunity | url= http://ac.els-cdn.com/S0896841114001759/1-s2.0-S0896841114001759-main.pdf?_tid=fbc3820c-0881-11e5-b633-00000aacb362&acdnat=1433179187_223619b43246b42b6d0f8c696bf10ac7}}

== 외부 링크 ==
* {{위키공용분류-줄|Glycopeptides}}

{{당단백질}}
{{전거 통제}}

[[분류:당펩타이드| ]]