• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1055-1061
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• 2009

${\alpha}$-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate (AMPA) 수용체는 중추신경계에 널리 발현하며, 연접부위에서 글루타메이트에 의한 흥분성 신경전달의 역할을 행한다. 이러한 수용체의 조절은 학습과 기억에 관여한다. 본 연구에서는 AMPA receptor subunit glutamate receptor-interacting protein 1 (GRIP1)과 결합하는 단백질로 armadillo family인 p0071/plakophilin-4을 분리하였다. GRIPl 단백질은 p0071/plakophilin-4 단백질의 C-말단과 결합하며, armadillo family 단백질 중 p0071/plakophilin-4 과만 결합한다. 효모 two-hybrid assay에서 GRIPl의 Postsynaptic density-95/Discs large/Zona occludens-1 (PDZ) 영역이 p0071/plakophilin-4 단백질과의 결합에 관여하며, p0071/plakophilin-4 단백질의 C-말단 아미노산인 "S-X-V" 배열이 결합에 필수적이었다. 이러한 결합은 뇌 균질액에서 Glutathione S-transferase (GST) pull-down assay와 공면역침강법으로 확인하였다. 이러한 결과들은 AMPA 수용체가 연접후막에 안정적으로 위치하는 새로운 역할을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제17권1호
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• pp.18-23
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• 2007

신경세포에 특이적으로 발현되는 단백질인 Fe65는 두 개의 phosphotyrosine binding(PTB) 도메인을 가지고 있다. 두번째 PTB(PTB2)도메인은 아밀로이드 베타 전구 단백질(APP)의 세포질 도메인 조각(AICD)와 결합한다. 최근 연구 결과들은 AICD와 Fe65로 이루어진 결합체가 알츠하이머병에서 신경세포를 죽게 하는 유전자를 발현한다고 제시하고 있다. 따라서 Fe65와 AICD의 결합을 방해하는 화합물은 알츠하이머병을 치료하는데 후보물질이 될 수 있다. 하지만 AICD와 Fe65와 관련된 신호전달에 대한 분자적 기전은 잘 알려져 있지 않다. 이번 연구에서는 Fe65의 PTB2도메인을 baculovirus시스템에서 과발현시킨 결과를 보고한다. 세균 및 척추동물 세포를 이용한 시스템과 비교했을 때, baculovirus 시스템 이 훨씬 효과적 이 다는 것을 발견했다. 정제된 재조합 단백질을 이용하여 초기 결정을 얻었다. 결정을 이용하여 앞으로 밝힐 3차원 구조는 Fe65관련 신호전달체계에 대한 분자 기전 및 이에 대한 저해제 개발에 큰 도움을 줄 것이다.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.496-507
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• 2018

톡소이드는 독성은 제거되고 항원성은 유지시킨 독소 단백질로써, 다양한 병원체의 감염 및 질병 예방을 위해 지속적으로 연구 되었다. 그러나, 톡소이드의 활성 감소 및 이와 함께 사용하는 어쥬번트의 부작용 등이 지속적으로 보고되면서, 면역성은 강화하고 어쥬번트의 사용은 줄일 수 있는 톡소이드 항원 전달 시스템이 필요하게 되었다. 따라서, 이러한 단점을 개선하고자 최근 새로운 백신과 약물 전달수송을 위해 다양한 분야에서 활용하고 있는 마이크로/나노 운반체를 톡소이드 항원에 도입하고 있다. 이와 같은 마이크로/나노 운반체는 미생물 자체를 이용하거나 미생물을 통해 생산해 낼 수도 있으며, 더 나아가 다양한 소재의 폴리머를 이용하여 제작할 수 있다. 본 총설에서는 톡소이드 항원 전달을 위한 마이크로/나노 운반체를 미생물 유래의 ghost cells (GCs), 그람 음성 세균이 분비하는 outer membrane vesicles (OMVs) 및 고분자 폴리머로 구성된 nanoparticles (NPs)으로 분류하였다. 마지막으로 각 운반체에 대한 톡소이드 항원의 전달 방식 및 이를 적용하였을 때 일어나는 면역반응에 대하여 서술하였으며, 이를 통해 향후 톡소이드의 효율 및 부작용이 개선되기를 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제22권4호
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• pp.456-465
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• 2012

유전자 재조합 이형이합체 인간 뼈 형성촉진인자(rhBMP)들은 뼈 재생을 위한 조직공학연구에 중요한 요소들이다. 그러나 실제 뼈 재생에 관한 연구를 수행함에 이들을 이용하는 것은 뼈 형성 촉진인자들이 짧은 반감기를 가지며 비교적 고농도의 단백질을 사용해야 하기 때문에 그만큼 많은 비용이 소요된다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 한계를 뛰어넘기 위하여, 본 연구에서는 단백질 전달 서열(PTD)이 융합된 인간 뼈 형성촉진인자 2와 7이 이형이합체 유전자 재조합 단백질(rhBMP2/7-PTD)을 발현하는 세포주를 확립하였다. 이형이합체의 형성은 BMP 2와 BMP 7 단백질 및 PTD 영역의 사이에 각각 4개의 glycine 아미노산 염기서열이 첨가될 수 있도록 하여 각 단백질의 folding이 자유롭도록 디자인하였다. 이렇게 개발된 세포주는 고농도의 rhBMP2/7-PTD을 지속적으로 발현하여 배양액 내로 분비함으로 조직공학용 연구 및 개발에 효율적으로 이용 할 수 있다. 이상의 세포주에서 발현된 rhBMP2/7-PTD 단백질은 뼈 세포분화 유도를 확인 할 수 있는 ALP 활성을 나타냄으로써 뼈 성장촉진 단백질로서 생물학적인 활성을 가지고 있음을 보였다. 본 연구의 결과로 개발된 rhBMP2/7-PTD 형질전환 세포주는 향후 뼈 조직 재생과 같은 연구에 중요하고 효과적인 도구로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제13권2호
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• pp.184-190
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• 2003

군집을 이루어 생활을 하는 세균류의 하나인 M. xanthus의 csgA 유전자는 세포 표면 단백질을 암호화하는데 이 단백질은 M. xanthus의 자실체 및 포자 형성을 수반하는 발생 (development)에 필수적이다. csgA 돌연변이들은 정상적인 성장을 보이지만, 발생 과정에서 자실체 및 포자 형성이 불가능하다. 또한, CsgA 세포간 기인한 신호 전달체계에 의해서 유발되는 CsgA 특이적 유전자들의 발현이 없거나 감소한다. socD500돌연변이는, csgA 돌연변이체로부터 자실체 혹은 포자 형성을 회복하게 해주는 2차 돌연변이 중의 하나로서, csgA 돌연변이체의 포자 형성을 회복하도록 한다. socD500에 의한 포자 형성은 영양원의 고갈 및 자실체의 형성이 없이도, 단순히 성장 온도를 $32^{\circ}C$에서 $15^{\circ}C$로 낮추는 것이 의해서 이루어진다. 이런 과정을 거쳐 형성된 포자의 구조를 전자현미경으로 관찰한 결과 정상 포자와는 다르게 단지 얇은 여러 겹의 막들이 존재하였다. 또한 socD500 돌연변이체에서 10개의 CsgA 특이적 유전자들의 발현율을 측정한 결과, 자실체 형성을 수반하는 정상적인 발생시에만 발현하는 ΩDK4506 및 ΩDK4406 유전자들이 $15^{\circ}C$에서 높게 발현되는 것으로 나타났다. 이 결과는 socD500은 CsgA에 특이적인 신호 전달체계에 관련된 일부 유전자들의 발현을 조절하는 역할에 관련되었다는 것을 알 수가 있었다.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.62-62
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• 2003

Aquaporin (AQP) family protein은 일종의 수분 전달 통로 역할을 하는 단백질로 AQP를 통한 수분의 조절은 삼투압을 통한 물의 이동과 함께 조직내 정상적인 수분의 상성 유지에 필수적이다. 현재까지 11종의 AQP이 신장·뇌·정소·안구 등에서 발현이 확인되었다. AQP9은 물 뿐 아니라 carbamide, polyol, purine, pyrimidine, urea, glycerol 등의 이동에 관여한다. 본 연구에서는 생쥐에서 출생 후 성체에 이르는 동안 정소 내 AQP9의 발현, Leydig cell의 분화에 따른 AQP9의 발현을 조사하였다. 1, 2, 4, 8주령의 정소로부터 semiquantitative RT-PCR 및 real time PCR 법으로 AQP9의 발현을 분석한 결과 1주령에서는 발현되지 않았고 2주령에서는 미량이 발현되기 시작하였고, 4주령에서는 성체의 1/2수준으로 발현량이 급격히 증가하였고 성체에서는 다량으로 발현됨이 확인되었다. Semiquantitative RT-PCR 법과 real time PCR법을 비교할 때 주령별 발현 양상은 유사하였으나 4주령과 성체에서는 두 시험법 사이에 양적인 차이가 있었다. 면역조직화학염색 결과 주로 Leydig cell에서 AQP9의 발현이 확인되었다. 성체의 정소 균질액의 Western blot 상에서 분자량 80, 55, 35 및 23 kDa의 항원이 검출되어 dimer, trimer 형태로 존재할 가능성과 당쇄 결합에 의한 단백질의 변형이 있는 것으로 추정된다. 미성숙 개체의 정소에서는 23 form이 확인되는 반면 성체에서는 35 kDa form이 주로 발현되므로 정소에서 발현되는 AQP9의 경우 Post-translation 수준에서 AQP9의 변형이 수반되는 것으로 사료되며 AQP9의 기능과의 연관성은 추후 연구되어야 할 것이다. Leydig cell은 fetal 및 adult type 2종의 세포가 정소발달 과정에 출현, 사멸, 분화하며 이들은 각기 정소발달, 성숙과 정자형성에 필요한 steroidogenesis에 관여한다. 정소 내 AQP9의 발현은 17beta HSD의 발현 양상과 같게 나타나므로 성적 성숙에 따른 정소 내 AQP9의 발현의 증가는 adult type Leydig cell의 분화와 관련된 것으로 추측된다. 성체의 정소로부터 분리한 Leydig cell-enriched culture에 hCG를 처리한 결과 배양체의 AQP9의 발현이 증가하므로 AQP9은 LH 수용체 하위 신호전달과정을 통해 Leydig cell의 steroidogenesis 또는 생성된 steroids의 분비에 요구되는 수분 및 중성용질의 이동에 관여하는 것으로 사료된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권5호
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• pp.343-349
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• 2007

방사성옥소는 갑상선암의 핵의학적 영상과 방사성치료에 널리 그리고 성공적으로 사용되어 왔다. 최근 세포의 옥소섭취를 담당하는 운반체로서 Na/I symporter (NIS)의 분자세포학적 특성이 규명되고 그 유전자가 클로닝되면서 앞으로는 갑상선암 이외의 각종 암에도 NIS 유전자를 외부에서 전달함으로써 방사성옥소 치료를 적용하는 새로운 암치료 기술이 가능할 것으로 기대되고 있다. 방사성옥소를 이용한 암치료의 성공을 위해서는 NIS를 통한 표적세포의 옥소 섭취를 극대화 시키는 것이 핵심이다. TSH는 갑상선 세포의 NIS 발현을 항진시키고 retinoic acid는 갑상선암과 유방암 세포의 NIS발현을 증가시키는 효과가 있다. 또 일반 암세포에는 NIS 유전자를 전달하여 발현 시킬 수 있다. 그러나 NIS 발현 만으로는 원하는 수준의 방사성옥소 섭취를 충분히 얻지 못할 수 있다. 이는 세포의 옥소 섭취가 NIS 단백질의 총량이 아니라 세포막에 위치한 NIS의 양에 의해 결정되기 때문이다. 즉, 옥소를 섭취하려는 전사된 NIS단백질이 세포막으로 이동하여 정상적으로 기능하게 하는 조절 기전이 중요하다. NIS의 세포막 이동 기전은 아직 밝혀져 있지 않으나 다른 운반체와 유사하게 단백질의 전사후 glycosylation이나 phosphorylation이 관여할 것으로 생각된다. 본 연구진은 NIS 유전자를 전달한 암세포에서epidermal growth factor를 통한 extracellular signal regulated kinase 신호경로의 활성화가 방사성옥소 섭취를 항진시킴을 관찰하여 NIS의 전사외 기능조절 기전을 조사하고 있다. 앞으로 NIS기능에 대한 조절기전이 보다 자세하게 밝혀지면 방사성옥소 치료기술과 NIS유전자 영상기술의 개선과 발전에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1393-1402
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• 2017

식물에서, 칼슘-의존적 단백질 카이네즈(CDPKs)는 $Ca^{2+}$ 신호전달에서 중요한 $Ca^{2+}$ 수용체이다. 벼(Oryza sativa L.)의 CDPKs인 3개의 OsCPKs는 생물정보에 대한 분석이 이루어졌으나, OsCPK11 유전자는 연구가 완전히 수행되지 않았다. 다양한 조직에서 OsCPK11 유전자가 전사수준에서 발현한다는 것은 알려져 있으나, 단백질 수준에서 발현과 생화학적인 특징은 잘 알려져 있지 않다. 이 연구는 OsCPK11의 몇 가지 생화학적 특징을 알아보기 위해 이루어졌다. 먼저 in vitro에서 E. coli를 이용하여 GST-OsCPK11를 발현시키고, 카이네즈 활성 측정과 칼슘-의존적 단백질 카이네즈로서 OsCPK11의 생화학적 분석도 수행하였다. OsCPK11은 스스로 자가인산화하며, $Ca^{2+}$의 존재 하에서 기질로서 histone III-s와 MBP로 인산기 전달 작용을 수행한다. 재조합 OsCPK11의 활성은 $Mg^{2+}$에 의해 영향을 받으며, pH 7.0-7.5에서 최적의 활성을 보인다. 또한 OsCPK11의 활성은 높은 수준의 $Ca^{2+}$가 존재하는 조건에서는 $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Na^+$의 영향을 받지 않는다. 또한 OsCPK11의 자가인산화는 OsCPK11의 $Ca^{2+}$ 민감도를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 마지막으로, OsCPK11의 N-말단 다양화 지역으로 토끼 항체를 만들었고, immunoblot을 기초로 polyclonal antibody는 95.5 kD의 GST-OsCPK11를 인식하는 것으로 나타났다. 이 결과는 벼의 $Ca^{2+}$ 매개 신호전달에서 OsCPK11의 기능을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것이며, 심화 연구를 위해 다양한 OsCPKs의 단백질 정보를 결정하는 것이 필요할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제12권2호
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• pp.164-172
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• 2002

유방암세포는 여러 종류의 성장인자 수용체를 가지며, 이를 통해 성장신호를 전달한다. 따라서, 이러한 수용체들의 신호전달 경로에 있는 공통적인 2차전달자들의 조절기작을 밝히는 것이 중요하다. 이 연구는 MCF-7 cell에 있어서, 에스트로젠과 TGF-$\alpha$ , EGF와 같은 성장인자의 mitogenic signal을 전달하는 second messenger에 폴리아민이 어떤 영향을 미치는지, 또 membrane-associated proteins의 인산화에 폴리아민이 어떤 조절기작을 가지는지를 알아보고자 한다. 폴리아민 생합성 억제제인 DFMO는 154, 134, 116, 104 kDa의 membrane-associated proteins의 인산화를 억제하였고, DFMO에 의해 억제된 단백질 인산화는 폴리아민 첨가로 다시 회복 되었다. $E_2$, TGF-$\alpha$, EGF, DFMO는 모두 단백질의 타이로신 인산화에는 크게 영향을 미치지 않았으나, 처리해준 폴리아민에 의해 154, 134, 116 kDa의 단백질의 타이로신 인산화는 급격히 증가하였다. 또한 $E_2$, TGF-$\alpha$, EGF는 모두 같은 단백질에서 유사하게 인산화를 유도하였다. 이러한 결과로 볼 때, $E_2$와 TGF-$\alpha$, EGF와 같은 성장촉진인자의 signaling pathway는 154, 134, 116, 104 kDa 단백질을 기질로 하는 여러 가지 다양한 종류의 protein kinase를 통해서 서로 cross-talk하고 있으며, 폴리아민은 154, 134, 116, 104 kDa와 같은 여러 가지 membrane-associated proteins의 인산화를 조절함으로서 이러한 cross-talk pathway에 관여하고 있는 것으로 사려된다.

• 생명과학회지
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• 제15권3호
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• pp.406-414
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• 2005

암세포의 유전적 불안정성은 부적절하게 활성화된 DNA수복경로와 관련되어 있다. 전이성 암은 높은 유전적 불안정성을 나타내는데, 이와 관련하여 본 연구에서는 전이성 암세포에서의 중요한 DNA수복 단백질의 하나인 DN의존성 단백질 키나아제(DNA-PK)의 발현 변화를 조사하였다. 여러 종류의 전이도가 다른 암세포들을 대상으로 한 실험에서 전이성 암세포들은 각각의 모세포에 비하여 DNA-PK 성분의 조절 소단위인 Ku70/80의 발현 및 Ku의 DNA 결합 활성이 증강되어 있었다. 또한 DNA-PK의 촉매 소단위인 DNA-PKcs의 발현 및 whole DNA-PK복합체의 kinase의 활성도 전이도가 큰 암세포에서 그 모세포보다 증강되어 있음을 알 수 있어, 전이성 암세포의 증강된 DNA수복능은 부적절한 DNA수복을 일으켜 암의 진행 및 전이를 촉진시키는 원인이 될 수 있음을 시사하였다. 한편 암세포의 표피성장인자수용체의 신호전달의 증강은 암의 침윤과 전이에 관련되어 있으며, DNA-PK의 기 기능에도 영향을 줄 수 있는 가능성이 보고 된 바 있는데, 본 연구에서는 표피성장인자수용체의 신호전달과 DNA-PK의 관련성을 명확히 밝히기 위하여 새로 개발된 EGFR tyrosine kinase inhibitor인 PKI166의 DNA-PK의 활성에 미치는 영향을 조사하였다. PKI166는 Ku70/80 및 DNA-PKcs의 발현을 억제하였고 이와 관련하여 전이성 및 항암제 다제내성 암세포에서 PKI166에 의하여 항암제에 대한 감수성을 증가시켜 항암제 내성을 나타내는 전이성 암세포 대한 치료법 연구에 DNA-PK가 분자적 표적이 될 수 있음을 밝혔다.