• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.673-679
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• 2017

미세소관을 따라 이동하는 모터단백질들은 세포내 물질수송에 필수적인 역할을 한다. Kinesin 1은 세포내에서 미세소관을 따라 움직이는 모터단백질로서 다양한 소포, mRNA, 그리고 단백질의 세포내 수송에 관여한다. Kinesin 1은 2개의 장쇄단위체(KHCs, 또는 KIF5s)와 2개의 경쇄단위체(KLCs)로 구성되어 있다. KIF5s는 N-말단에 모터도메인을 가지고 있고 C-말단의 운반체 결합도메인을 통해 다양한 운반체와 결합한다. 본 연구에서 KIF5B와 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid 탐색을 수행한 결과 미세소관의 plus end 결합단백질인 cytoplasmic linker protein 170 (CLIP-170)을 분리하였다. CLIP-170의 coiled-coil 도메인은 KIF5B의 운반체 결합도메인과 결합하였다. 또한 CLIP-170은 KIF5A와 KIF5C와도 결합하였다. 그리고 glutathione S-transferase (GST) pull-down을 통해 KIF5s와 CLIP-170이 단백질수준에서 결합함을 확인하였다. 생쥐 뇌파쇄액을 KIF5B 항체로 면역침강한 결과 CLIP-170이 같이 침강함을 확인하였다. 이러한 결과들은 kinesin 1이 세포내에서 CLIP-170을 운반함을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제32권3호
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• pp.189-195
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• 2022

Kinesin-2는 heterotrimeric kinesin-2와 homodimeric kinesin-2의 두종류가 존재한다. 세포내 미세소관을 따라 이동하는 분자 모터 단백질인 heterotrimeric kinesin-2는 motor 활성을 가진 kinesin superfamily protein (KIF) 3A와 3B (KIF3A와 KIF3B) 그리고 kinesin associated protein 3 (KAP3)로 구성되어져 있다. 특히 섬모내에서 heterotrimeric kinesin-2는 미세소관의 plus방향으로 운반체를 운반하는 역할을 수행한다. Heterotrimeric kinesin-2는 다양한 운반체 그리고 단백질들과의 결합이 알려져 있지만 heterotrimeric kinesin-2와 결합하는 결합단백질에 대하여서는 아직 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 KIF3A의 C-말단 영역과 결합하는 단백질을 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과, brain expressed X-linked 2 (Bex2)를 분리하였다. Bex2는 KIF3A의 cargo-binding domain (CBD)을 포함하는 C-말단 영역과 결합하지만, KIF3B와 kinesin-1의 motor 단백질인 KIF5A와는 결합하지 않았다. 그리고 KIF3A는 Bex2의 다른 isoform인 Bex1과는 결합하지만, Bex3와는 결합하지 않았다. KIF3A은 GST-Bex1, GST-Bex2와는 결합하지만 GST와는 결합하지 않았다. HEK-293T세포에 Bex2을 발현시켰을 때 Bex2와 KIF3A는 세포 내의 같은 부위에 발현하며, Bex2 그리고 KIF3A을 면역침강한 결과 KIF3A와 KIF3B도 같이 침강함을 확인하였다. 이러한 결과들은 Bex2는 heterotrimeric kinesin-2와 운반체를 매개하는 단백질로의 가능성을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제30권1호
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• pp.10-17
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• 2020

Kinesin 1은 미세소관을 따라 plus말단으로 이동하는 모터단백질로 세포내 물질 수송에 관여한다. Kinesin 1은 경쇄단위체(light chain subunit)를 통하여 운반체들인, 세포내 소기관, 다양한 소포체, 신경전달물질 수용체 단백질, 세포신호전달 단백질과 여러 단백질 복합체들과 결합하여 운반하는 kinesin superfamily protein (KIFs)의 한 종류이다. Kinesin light chains 1 (KLC1)은 모터 기능이 없는 단위체로서 kinesin heavy chain (KHC)과 결합한다. KLC1은 다양한 매개단백질들과 결합하지만 아직 결합하는 매개단백질이 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 KLC1의 tetratricopeptide repeat (TPR) 영역과 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid 탐색한 결과 EH domain-binding protein 1-like 1 (EHBP1L1) 을 분리하였다. EHBP1L1은 KLC1의 TPR 영역을 포함한 부위와 결합하지만 KIF5B (kinesin 1의 모터 단백질)과 KIF3A (kinesin 2의 모터 단백질)와는 결합하지 않았다. 또한 KLC1은 EHBP1L1의 C-말단에 존재하는 coiled-coil 도메인과 결합하였으며, 다른 EHBP1L1의 isoform인 EHBP1과는 결합하지 않았다. KLC1은 GST와는 결합하지 않지만 GST-EHBP1L1과 GST-EHBP1L1-coiled-coil domain과는 결합하였다. HEK-293T세포에 EHBP1L1과 KLC1을 동시에 발현시켰을 때 두 단백질은 세포 내에서 같은 부위에 존재하며, EHBP1L1을 면역침강한 결과 KLC1뿐만 아니라 KIF5B와도 같이 침강함을 확인하였다. 이러한 결과들은 kinesin 1은 EHBP1L1이 결합한 운반체를 수송함을 시사한다.

• BMB Reports
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• 제49권2호
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• pp.73-80
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• 2016

Autophagy is a process tightly regulated by various autophagy-related proteins. It is generally classified into non-selective and selective autophagy. Whereas non-selective autophagy is triggered when the cell is under starvation, selective autophagy is involved in eliminating dysfunctional organelles, misfolded and/or ubiquitylated proteins, and intracellular pathogens. These components are recognized by autophagy receptors and delivered to phagophores. Several selective autophagy receptors have been identified and characterized. They usually have some common domains, such as motif, a specific cargo interacting (ubiquitin-dependent or ubiquitin-independent) domain. Recently, structural data of these autophagy receptors has been described, which provides an insight of their function in the selective autophagic process. In this review, we summarize the most up-to-date findings about the structure-function of autophagy receptors that regulates selective autophagy.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.868-875
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• 2023

Kinesin-1은 kinesin superfamily (KIF) 단백질 중에서 처음으로 확인된 모터 단백질로 세포내 미세소관 의존하여 세포내 cargo를 수송한다. Kinesin-1은 두 개의 중쇄(KHC, 또는 KIF5)와 두 개의 경쇄(KLC)로 구성된다. KIF5A의 C-말단의 93개 아미노산은 KIF5B와 KIF5C의C-말단 꼬리 영역과는 상동성이 없다. 본 연구에서 우리는 KIF5A의 C-말단 영역과 특이적으로 결합하는 단백질을 분리하기 위해 효모 2-하이브리드 스크리닝을 하였다. 본 연구에서 우리는 KIF5A와 결합하는 단백질로 유비퀴틴화 경로 및 단백질 수송에 관여하는 어댑터 단백질로 기능하는 CUE 도메인을 가진 CUEDC2를 확인하였다. CUEDC2는 KIF5A의 C-말단 영역과 결합하지만, KIF5B, KIF3A 및KLC1과는 결합하지 않았다. KIF5A는 CUEDC2의 C-말단 영역과 특이적으로 결합하였지만, CUEDC2의 다른 isoform인 CUEDC1과는 결합하지 않았다. 또한, KIF5A와 CUEDC2의 결합은 글루타티온 S-트랜스퍼라제(GST) 풀다운으로 단백질간 결합을 확인하였다. HEK-293T 세포에서 myc-KIF5A와 FLAG-CUEDC2을 공동 발현되었을 때, CUEDC2는 kinesin-1과 공동 면역 침전되었고, myc-KIF5A와 EGFP-CUEDC2는 세포내의 같은 위치에서 발현하였다. 이러한 결과들은 kinesin-1에 의한 세포내 화물 수송에서 CUEDC2는 KIF5A에 결합하여 kinesin-1과 화물을 연결하는 어댑터 단백질 역할을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.369-375
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• 2019

미세소관은 알파- 와 베타-tubulin의 이량체가 종합되어 형성되며, 또한 세포내에서 tubulin 수송은 섬모나 편모와 같은 세포 부착 기관의 성장에 중요한 역할을 한다. Kinesin 2는 kinesin superfamily (KIF)의 분자 모터 단백질의 한 종류로 미세소관를 따라 다양한 운반체를 운반하며, 2종류의 다른 모터 단백질(KIF3A, KIF3B)과 kinesin-associated protein 3 (KAP3)로 구성되어 있다. Kinesin 2는 KIF3A의 cargo binding domain을 통하여 다양한 단백질과의 결합이 알려져 있지만, 아직 결합단백질의 다수는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 KIF3A와 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과 미세소관의 단위체의 한 종류인 ${\beta}2-tubulin$ type (Tubb2)을 분리하였다. Tubb2는 KIF3A와 결합하지만, KIF3B, KIF5B와 kinesin light chain 1 (KLC1)과는 결합하지 않았다. Tubb2의 C-말단은 KIF3A와의 결합에 필요하며, 다른 KIF3A는 Tubb의 isoforms인 Tubb1, Tubb2, Tubb3, Tubb4, Tubb5와도 결합하였다. 그러나 Tuba1은 KIF3A와 결합하지 않았다. 생쥐의 뇌 파쇄액을 KIF3A 항체로 면역침강한 결과 Tubb2는 heterotrimeric kinesin 2의 구성단백질들과 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 heterotrimeric kinesin 2는 tubulin과 결합하여 세포 내에서 tubulins을 운반하는 것을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제22권12호
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• pp.1608-1613
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• 2012

KIF5/Kinesin-I는 경쇄(light chain)를 통하여 결합함으로써 다양한 운반체들을 미세소관을 따라 운반한다. Kinesin light chains (KLCs)은 tetratricopeptide repeat (TPR) 영역을 매개로 운반체와 결합한다. 현재까지 KLCs와 결합하는 많은 운반체들이 확인되었으나 KLCs가 어떻게 특정운반체를 인식하여 결합하는지는 아직 확실히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 KLC1의 TPR 영역과 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid system을 이용하여 탐색한 결과 amyloid precursor protein (APP)과 결합하는 것으로 보고된 protein interacting with APP tail 1 (PAT1)을 분리하였다. KLC1은 PAT1의 C-말단 부위와 결합하며, PAT1은 KLC1의 TPR 영역을 포함한 부위와 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 또한 PAT1는 KLC2와도 결합하였지만 kinesin heavy chains (KHCs)인 KIF5A, KIF5B, KIF5C와는 결합하지 않았다. 단백질간 결합은 glutathione S-transferase (GST) pull-down assay와 공동면역침강으로도 확인하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액을 PAT1 항체와 APP 항체로 면역침강을 행한 결과 KLC와 KHCs가 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 PAT1이 Kinesin-I와 APP 포함 소포간의 상호작용을 매개한다는 것을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.257-265
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• 2021

Kinesin은 세포의 중심부에서 세포막쪽으로 미세소관을 따라 이동하며, heterotrimeric kinesin-2는 kinesin superfamily (KIF)의 한 종류로 미세소관의 plus방향으로 이동하는 분자 모터 단백질이다. Heterotrimeric kinesin-2는 모터 활성을 가지는 3종류(KIF3A, KIF3B와 KIF3C)와 kinesin-associated protein 3 (KAP3)이 결합한 형태로 KIF3s의 운반체 결합 영역을 통하여 다양한 결합 단백질과 결합한다. 그러나, 다양한 운반체를 수송하는 heterotrimeric kinesin-2를 조절하는 조절단백질에 대하여서는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 heterotrimeric kinesin-2를 조절하는 조절단백질을 단백질을 분리하기 위하여 KIF3A의 운반체 결합 영역과 결합하는 단백질을 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과, 뇌에 특이적으로 발현하는 세포질 크레아틴 키나아제(CKB)를 분리하였다. CKB의 C-말단은 KIF3A의 운반체 결합 영역과 결합하지만, KIF3B, KIF5B와 KAP3과는 결합하지 않았다. 다른 단백질 키나아제인 CaMKIIa는 KIF3A와 결합하지만 GSK3a는 KIF3A와 결합하지 않았다. 또한 KIF3A은 GST-CKB-C와는 결합하지만 GST-CKB-C와 GST와는 결합하지 않았다. HEK-293T세포에 CKB와 KIF3A을 동시에 발현시켰을 때 두 단백질은 세포 내에서 같은 부위에 존재하며, CKB 혹은 KIF3A을 면역침강한 결과 KIF3A뿐만 아니라 KIF3B와도 같이 침강함을 확인하였다. 이러한 결과들은 CKB-KIF3A 결합은 세포내에서 에너지가 부족되는 조건에서 heterotrimeric kinesin-2의 운반체 수송을 조절할 가능성을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.333-338
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• 2024

키네신-1은 모터 도메인이 있는 두 개의 중쇄(KHC 또는 KIF5)와 모터 도메인이 없는 두 개의 경쇄(KLC)로 구성된 이형사량체 단백질이다. KIF5에는 KIF5A, KIF5B 및 KIF5C의 세 가지 subtype이 있으며, 카르복실(C)-말단 영역을 제외하고는 아미노산 상동성이 높다. KIF5A는 세포 내에서 화물을 운반하며, KIF5A의 C-말단 영역에 결합하는 매개 단백질은 키네신-1과 화물 사이를 연결한다. 키네신-1의 세포내 수송을 조절하는 단백질은 아직 충분히 확인되지 않았다. 본 연구는 리소좀의 세포 내 수송에 관여하는 ADP-ribosylation GTPase-activating protein 1 (ArfGAP1)과 KIF5A와의 결합을 확인하였다. KIF5A는 ArfGAP1의 C-말단 영역에 결합하고, ArfGAP1은 KIF5A의 C-말단 영역에 결합하지만 KIF5B, KIF5C, 키네신 경쇄 1 (KLC1) 또는 KIF3A와는 결합하지 않았다. ArfGAP 도메인을 가진 다른 동질형인 SMAP1과는 결합하지 않았다. 세포에서 KIF5A는 ArfGAP1과 같은 위치에서 발현하며, KIF5A, KIF5B 및 KLC1와 같이 면역 침전하였다. 그러나, KIF3B와는 같이 면역 침전하지 않았다. 이러한 결과들은 키네신-1은 세포내 화물 수송에서 ArfGAP1에 의해 조절될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.698-704
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• 2016

세포내소기관과 단백질 복합체의 운반은 kinesin superfamily proteins (KIFs)에 의해 매개된다. 처음으로 밝혀진 kinesin인 kinesin 1은 motor단백질로서 세포 내에서 미세소관을 따라 이동하며, 다양한 세포내 소기관이나 단백질복합체를 운반한다. Kinesin 1은 장쇄(KHC, 또한 KIF5s로도 통칭) 2분자와 단쇄(KLCs) 2분자로 구성된 4합체(tetramer) 구조를 가진다. KIF5s의 운반체 결합영역을 포함하는 말단영역은 다수의 운반체와 결합하지만, 결합운반체에 관하여 아직 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 KIF5A의 결합 단백질을 동정하기 위하여 효모 two-hybrid screening을 수행하였고 철 저장 및 해독 기능을 하는 단백질인 ferritin heavy chain (Frt-h)을 찾아내었다. Frt-h은 KIF5A의 아미노산 800번과 940번 사이의 부위와 결합하며, 다른 KIF5s와도 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 또한 Frt-h의 coiled-coil 도메인이 KIF5A와의 결합에 필수영역임을 밝혔다. 한편, ferritin light chain (Frt-l) 또한 KIF5s와 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 이러한 단백질간의 결합을 glutathione S-transferase (GST) pull-down assay를 통하여 검증하였다. 추가적으로 생쥐의 뇌 파쇄액을 항 KHC 항체로 면역침강을 행한 결과, KLC1뿐만 아니라 Frt-h와 Frt-l도 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 세포 내에서 kinesin 1이 ferritin 복합체를 운반함을 시사한다.