MADS 박스
[ MADS-box ]
MADS 박스 단백질은 잘 보존된 MADS 도메인(domain)을 가지고 있는 단백질로서, MADS 도메인은 서열 특이적으로 DNA에 결합한다. 일반적으로 전사인자(transcription factors)로 기능하며, 효모에서 처음 발견된 이후 균류, 동물, 식물 등 대부분의 진핵생물에 존재하는 것으로 알려져 있다.1)
목차
MADS 박스 구조
![](https://img-api.cboard.net/img_n.php?image_url=https://dbscthumb-phinf.pstatic.net/5485_000_1/20240223152913982_7LIMM0QDZ.jpg/MADSbox-1.jpg?type=w540_fst_n)
식물의 MICK-형 MADS 박스 단백질 구조 (출처: 이상호)
처음으로 보고된 MADS 박스 유전자는 출아 효모(Saccharomyces cervisiae)의 ARG80이다. 하지만 발견 당시에는 이 유전자가 전사 인자를 암호화하는 중요한 유전자 그룹에 포함되는 것으로 생각되지는 않았다. 그래서 "MADS 박스"라는 이름은 이후 다양한 진핵생물로부터 보고된 대표적인 4개의 MADS 도메인을 가지는 유전자들의 앞 글자를 따서 이름이 붙여지게 되었다. 이러한 4개의 유전자들은 각각 효모의 MINICHROMOSOME MAINTENANCE(MCM1), 애기장대의 AGAMOUS(AG), 금어초의 DEFICIENS(DEF), 인간의 SERUM RESPONSE FACTOR(SRF)이다.1)
MADS 박스 단백질은 2량체(dimer) 또는 다량체(multimer)의 4차구조 형태로 DNA에 결합한다. MADS 도메인의 N-말단 쪽 절반은 서열 특이적인 결합에 중요하고, 나머지 C-말단 쪽 절반은 2량체를 형성하는데 이용된다. MADS 박스 단백질마다 결합하는 DNA 서열에 차이는 있지만, 일반적으로 이들이 결합하는 DNA 서열은 CArG box라 불리우는 CC(A/T)6GG 서열 모티브 또는 이와 매우 유사한 서열이다.1)
식물의 MADS 박스 단백질들 중에는 MADS 도메인 외에 잘 보존된 다른 도메인들을 공통적으로 가지는 특징적인 단백질 그룹이 존재하는데, 이들이 가지고 있는 도메인들(MADS domain, Intervening domain, keratin-like domain, C-terminal domain)의 앞글자들을 따서 MIKC-형 MADS 단백질이라 통칭한다. 기능이 규명된 식물 MADS 박스 단백질들 중에 특히 이러한 MIKC-형 단백질들이 많이 보고되고 있다.1)
MADS 박스 기능
MADS 박스 단백질은 일반적으로 전사인자로서 다양한 유전자들의 전사 발현을 조절하는 기능을 수행한다. 지금까지 기능이 규명된 식물의 MADS 박스 단백질들은 배우자의 발달, 배 발달, 종자 발달, 뿌리 발달, 꽃 발달, 열매 발달 등 거의 모든 식물 발달 과정에서 중요한 조절 기능을 수행하는 것으로 알려져 있다. 이러한 다양한 발달 과정 중에서도 특히 꽃 발달 과정과 관련하여 식물의 MADS 박스 유전자의 기능에 대한 연구가 집중적으로 진행되었다. 다음은 꽃 발달과 관련되어 있는 대표적인 식물 MADS 박스 유전자들의 기능이다.1)2)3)
- AGL24, SOC1, FLC : 개화시기 조절
- DEF-like, GLO-like, AG-like, AGL2-like, AGL9-like : 수술 발달 조절
- AP1, CAL : 분열조직(meristem) 정체성 결정
참고문헌
1. Theißen G, Gramzow L (2016) Structure and Evolution of Plant MADS Domain Transcription Factors, Academic Press, Cambridge, MA. p.127–138
2. Shore P, Sharrocks AD (1995) The MADS-box family of transcription factors. Eur Jl Biochem 229: 1–13
3. Michaels SD, Amasino RM (1999) FLOWERING LOCUS C encodes a novel MADS domain protein that acts as a repressor of flowering. Plant Cell 11: 949–956