Trichoplusia ni 세포에 내재하는 당 수송체에 D-fructose가 미치는 효과와 Trichoplusia ni 세포에 발현된 사람 HepG2형 포도당 수송 단백질의 photolabelling

Abstract

Trichoplusia ni (T. ni) 세포는 사람 당 수송체를 이성질적으로 많은 양 생산하려 할 때 유용하게 사용되는, baculovirus 발현 시스템의 숙주세포로서 이용된다. 그러나 T. ni 세포에 존재하는 내재된 당 수송체의 높은 활동은, 발현된 외재적 당 수송체의 수송활성과 같은 직접적 증거 제시에 장애가 된다. 뿐만 아니라 곤충세포에 내재하는 당 수송체계의 특성에 대해서는 밝혀진 바가 거의 없다. 그래서 본 연구에서는 baculovirus 발현 시스템을 보다 잘 활용하기 위해 T. ni 세포의 2dGlc기질 수송에 D-fructose가 미치는 영향을 살펴 보았으며, T. ni 세포에 발현된 사람 당 수송체의 생물학적 활성을 보다 용이하게 검증하기 위해 발현된 수송체를 [<TEX>$^3H$</TEX>] cytochalasin B를 이용하여 photolabelling 하였다. 우선 감염되지 않은 세포와 recombinant AcMPV-GTL 감염시킨 T. ni 세포의 2dGlc uptake를 300 mM D-fructose가 있을 때와 없을 때, 그리고 <TEX>$20{\mu}M$</TEX> cytochalasin B가 있을 때와 없을 때의 상황에서 살펴보았다. 감염되지 않은 세포에서의 육탄당 uptake는 D-fructose에 의해 강력하게 억제 되었으나 cytochalasin B에 의해서는 단지 미미한 억제 효과만을 보여주었다. 흥미롭게도 AcMPV-GTL 바이러스 감염된 T. ni 세포에서는 비록 2dGlc uptake율은 감염되지 않은 세포와 비교해 다소 낮았지만 육탄당 수송 억제 반응은 근본적으로 동일함을 보여 주었다. 또한 [<TEX>$^3H$</TEX>] cytochalasin B를 이용한 발현단백질 photolabelling에서는, L-glucose가 존재하는 상황 하에만 하나의 날카롭게 표지된 peak가, 바이러스 감염된 세포에서 관찰되었다. 감염되지 않은 세포에서는 이러한 peak는 관찰되지 않았다. 게다가 D-glucose 존재 하에서는 발현된 단백질의 photolabelling이 완전히 억제되어짐을 보여주어, labelling의 입체선택성(stereoselectivity)을 입증하였다. Trichoplusia ni cells are used as a host permissive cell line in the baculovirus expression system, which is useful for large-scale production of human sugar transport proteins. However, the activity of endogenous sugar transport systems in insect cells is extremely high. Therefore, the transport activity resulting from the expression of exogenous transporters is difficult to detect. Furthermore, very little is known about the nature of endogenous insect transporters. To exploit the expression system further, the effect of D-fructose on 2-deoxy-D-glucose (2dGlc) transport by T. ni cells was investigated, and T. ni cell-expressed human transporters were photolabeled with [<TEX>$^3H$</TEX>] cytochalasin B to develop a convenient method for measuring the biological activity of insect cell-expressed transporters. The uptake of 1 mM 2dGlc by uninfected- and recombinant AcMPV-GTL infected cells was examined in the presence and absence of 300 mM of D-fructose, with and without <TEX>$20{\mu}M$</TEX> of cytochalasin B. The sugar uptake in the uninfected cells was strongly inhibited by fructose but only poorly inhibited by cytochalasin B. Interestingly, the AcMPV-GTL-infected cells showed an essentially identical pattern of transport inhibition, and the rate of 2dGlc uptake was somewhat less than that seen in the non-infected cells. In addition, a sharply labeled peak was produced only in the AcMPV-GTL-infected membranes labeled with [<TEX>$^3H$</TEX>] cytochalasin B in the presence of L-glucose. No peak of labeling was seen in the membranes prepared from the uninfected cells. Furthermore, photolabeling of the expressed protein was completely inhibited by the presence of D-glucose, demonstrating the stereoselectivity of labeling.