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기·원의 전당 2012. 5. 22. 17:48

인간의 질병과 관련한 대부분의 연구는 단백질에 대한 연구를 기반으로 한다. 단백질의 발현, 목록, 양, 구조, 세포 내에서의 위치, 단백질 간의 상호작용 등이 단백질과 관련한 주요 연구 대상이다.

 

단백질 연구가 중요한 이유

단백질 연구가 중요한 이유는 간단하다. 인체의 대부분의 생명활동이 단백질과 밀접하게 연관되어 있기 때문이다. 단백질은 인체에 존재하는 20여 개의 아미노산의 조합으로 만들어지는데, 이렇게 만들어진 단백질은 인체 내에서 성장, 퇴화, 질병 발생 등 다양한 형태의 생명현상을 일으킨다. 특히 우리 몸에서 발생하는 질환의 98%는 단백질 이상에 의해 발생한다는 연구 보고가 있을 정도다. 뿐만 아니라 단백질은 세포 주기 조절, 신호 전달, 세포 사멸, DNA 복제 등 세포 내 주요 대사 기작(메커니즘)을 조절하는 중요한 기능을 담당한다. 그러므로 이러한 단백질의 활성화 유무를 살피는 일은 체내 물질들의 화학 변화 과정을 이해하는데 유용한 정보들을 제공한다. 최근 단백질 분해(Proteolysis) 기작의 이상이 암, 치매, 당뇨, 고혈압, 퇴행성관절염 등 여러 질환을 야기하는 것으로 밝혀지면서 단백질들을 대상으로 그 기능과 관련 기작 등을 규명하려는 연구들이 늘어나고 있다.

 

* 세포 주기(Cell cycle)

세포는 성장, 분열, 그리고 다시 성장하는 연속적인 과정을 되풀이하며 증식한다. 세포의 증식은 M(유사분열기 또는 세포질분열기), G1(1휴지기), S(DNA합성기), G2(2휴지기) 등 총 4기를 반복하는데 이를 세포 주기라고 한다.

 

* 신호 전달(Signal transduction)

세포가 외부의 신호를 수용해 그에 대응하는 세포 기능이 발현되기까지 정보를 전달하는 과정을 말한다.

 

* 단백질 분해(Proteolysis)

단백질 분자 속의 펩티드 결합(아미노산끼리의 결합)을 가수분해해 아미노산 또는 펩티드 혼합물을 만드는 화학반응이다.

 

 

 

암 발생 및 전이 억제 단백질 Chfr

‘Chfr(Checkpoint with FHA domain and RING finger domain)’은 유사분열 시기 동안 세포에 손상 자극이 왔을 때 세포 주기의 진행을 지연시켜 손상된 부분이 회복될 수 있도록 하는 조절인자(Checkpoint)로 알려져 있다. 이러한 Chfr 단백질은 대부분 정상 조직에서 발현되지만, 암세포에서는 발현되지 않거나 발현되더라도 제 기능을 하지 못하는 형태로 존재한다. 그 때문에 암 발생 및 전이와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 왔으나 정확한 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 서울대학교 생명과학부의 설재홍 교수팀은 Chfr 단백질과 상호작용하는 새로운 단백질을 찾아내고 이를 바탕으로 Chfr 단백질의 암 발생 및 전이 억제 기능을 규명하는데 성공했다.

 

 * 유사분열
세포분열 과정에서 염색체가 나타나고 방추사가 생기는 핵분열의 한 형식으로 간접분열이라고도 한다. 핵을 포함하는 세포인 진핵세포의 핵에서 일어나며 두 개의 새로운 핵이 만들어지는 과정이다.


 

세포 주기 조절에 관여하는 암 억제 유전자

세포 주기 조절은 암 발생과 밀접한 관계가 있다. 세포는 손상되면 세포 주기 진행을 멈추고 손상된 부분을 복구한다. 그러나 만약 Chfr 단백질에 문제가 생기면 회복되지 못한 채 세포 주기가 계속 진행되는데, 이렇게 세포 손상이 누적되면 암으로 이어진다. 설 교수팀은 세포 손상 자극이 왔을 때 Chfr 단백질이 유전자 발현 조절에 중요한 역할을 하는 단백질 ‘HDAC1(Histone Deacetylase 1)’과 직접 상호작용해, 특정 유전자의 전사 수준을 변화시키고 세포 주기의 진행과 암의 전이를 조절한다는 사실을 밝혀냈다.

 

* 세포 손상 자극

세포가 형태학적, 기능적 변화를 일으키는 정상 이상의 자극으로, DNA 손상 자극 등이 있다.

 

* 전사(Transcription)

DNA의 유전 정보가 mRNA로 옮겨지는 과정으로 이렇게 전사된 mRNA는 단백질로 번역된다.


 

연구팀에 따르면, 세포 손상이 일어나면 → Chfr 단백질이 활성화되고 → Chfr 단백질은 'UPS(Ubiquitin-Proteasome System)'라고 하는 단백질 분해 과정을 이용해 HDAC1 단백질을 분해한다. HDAC1 단백질이 분해되면 → 그간 발현이 억제되어 있던 세포 주기를 조절하는 단백질 ‘p21'과 암 전이를 억제하는 유전자(KAI1, E-Cadherin)가 증가해 → 결과적으로 암 발생과 전이가 억제된다.

 

[Chfr 단백질이 발현되는 세포의 경우 그림과 같이 세포 전이 능력이 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있다(붉은 부분이 세포가 전이된 상태를 나타냄). 이를 통해 연구팀은 Chfr 단백질이 암 전이를 억제하는 단백질로서 기능함을 확인하였다.]

 

교육과학기술부와 한국연구재단의 지원으로 진행된 이번 연구는 앞으로 HDAC1 단백질이 관여하는 세포 주기 조절과 암 발생과 관련한 질병 치료제 개발에 밑바탕이 될 것으로 큰 기대를 모으고 있다.

 

* UPS(Ubiquitin-Proteasome System)

진핵세포에 존재하는 약 70%의 세포 단백질들은 유비퀴틴(Ubiquitin)에 의해 표지된 후 단백질 분해 효소 복합체인 프로테아좀(Proteasome)에 의해 분해된다. 이 과정을 UPS라 한다. UPS는 유전자 발현 조절, 신호전달 및 세포 내 대사 조절 등 세포 내 물질 대사 경로에서 매우 중요한 역할을 담당한다.

 

* 유비퀴틴(Ubiquitin)

유비퀴틴은 수명이 다한 단백질에 꼬리표처럼 달라붙어 단백질 분해 효소 복합체인 프로테아좀(Proteasome)으로 이동한 뒤, 프로테아좀이 단백질을 분해하는 순간 떨어져 나와 다시 똑같은 역할을 되풀이한다. 유비퀴틴은 세포에서 만들어진 불량 단백질 제거, 세포 분열, 손상된 DNA 수리와 같은 핵심적인 생체 과정에도 관여한다.

 


  1. Favicon of http://utillike.tistory.com BlogIcon 유틸라이크  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    UPS에 관한 정보를 찾고있었는데
    잘 정리해주셔서 많은 도움이 되었습니다. 감사합니다 ^^

    2012.08.31 19:45
  2. Favicon of http://naver.com/ BlogIcon Sollight  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    좋은 정보 잘 읽고 갑니다^^ 잘 정리해주셔서 이해도 잘 되고... 정말 많이 배우고가요^^

    2012.12.31 23:09
  3. Favicon of http://www.moncleroutletespain.com/ BlogIcon moncler online  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    Au moins deux personnes ont été tuées au Nigeria et plusieurs dizaines blessées par des hommes armés de machettes et couteaux lors d'une attaque visant des partisans d'un homme politique de premier plan, http://www.moncleroutletespain.com/ moncler outlet, a indiqué samedi un porte-parole de l'armée. Selon des médias locaux, http://www.moncleroutletespain.com/ moncler online, six personnes ont trouvé la mort mais ce bilan n'a pas pu être confirmé de source officielle, http://www.moncleroutletespain.com/ moncler chaquetas. L'attaque a eu lieu vendredi à Opokuma dans l'Etat de Bayelsa, http://www.moncleroutletespain.com/ moncler, dans la région pétrolière du delta du Niger, http://www.moncleroutletespain.com/ moncler españa, après le retour à son domicile de Timi Alaibe à la suite de sa démission du poste de conseiller du président nigérian Goodluck Jonathan pour la région du delta du Niger. Il avait démissionné afin d'être candidat au poste de gouverneur de l'Etat de Bayelsa lors des élections générales d'avril prochain, http://www.moncleroutletespain.com/ http://www.moncleroutletespain.com/.Related articles:


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    2013.01.05 21:11

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