• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.196-208
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• 2014

식물의 생활사 동안 물부족 스트레스는 식물의 생장과 발달에 해로운 영향을 끼치는 대표적인 스트레스이다. 유용 작물의 생산성을 증가시키기 위하여, 물부족 스트레스를 극복하는 일은 식물학 연구 분야에서 가장 중요한 이슈로 대두되어 왔다. 식물의 호르몬 중에서 앱시스산은 물부족 스트레스에 대해 식물이 저항성을 나타내는데 가장 중요한 호르몬으로서 역할을 수행하며, 씨앗의 발아, 기공의 개폐, 유묘의 성장과 같은 다양한 발달 과정에도 관여하고 있다. 그러므로, 앱시스산에 의해 매개되는 식물의 신호전달 기작을 명확히 이해하는 것은 물부족 스트레스에 대한 내성을 갖는 유용 식물을 생산해내기 위해 가장 효과적인 방법이 될 것이다. 한편, 인산화, 유비퀴틴화와 같은 번역 후 변형 과정은 식물이 다양한 환경적 스트레스 하에서 신속하게 적응을 하기 위해 가장 효율적인 기작으로 인식되어 왔는데, 이는 전사수준에서의 조절과 달리 이미 존재하는 신호전달 물질의 활성과 안정성을 직접적으로 빠르게 조절할 수 있기 때문이다. 본 총설에서는 앱시스산의 신호전달 과정과 관련된 최근 연구 동향을 업데이트하고자 하며, 특히 이러한 신호전달 과정을 앱시스산 수송, 인식, 신호전달 및 번역 후 변형 과정에 초점을 맞추어 알아보고자 한다. 또한 그러한 조절 기작이 농업분야에서 유용 작물을 생산하는데 어떻게 적용될 수 있는지에 대한 향후 전망에 대해서도 기술하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제26권3호
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• pp.364-375
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• 2016

번역 후 변형 과정은 외부 자극으로부터 세포의 신속한 반응을 야기하는데 있어서 매우 효율적인 기작이다. 이 중, 유비퀴티네이션은 진핵생물 내 대표적인 번역 후 변형 과정으로서, 이러한 유비퀴티네이션에 의해 매개되는 UPS (유비퀴틴/프로테아좀 시스템)는 세포 내 다양한 단백질들의 분해과정을 통해 그들의 안정성을 조절한다. 유비퀴티네이션 과정에 참여하는 3종류의 효소 중에서, E3 효소는 분해할 대상 기질을 결정한다는 면에서 그 중요성을 가지고 있다. CRL (cullin-RING E3 ubiquitin ligase)은 E3 효소 중 가장 거대한 그룹을 형성하고 있는데, 이들은 생체 내에서 cullin, RBX1, 어댑터, 기질 수용체로 이루어진 복합체의 형태로서 그 기능을 발휘한다. 이 중, SCF 복합체로도 알려진 CRL1 복합체의 기능은 다양한 연구를 통해 광범위하게 알려져 온 반면, CRL4 복합체에 대한 연구 및 고찰은 상대적으로 미흡한 실정이다. 또한, 애기장대는 DCAF로 명명된 잠재적 기질 수용체를 총 119개 보유하고 있는데, 현재까지 이들 중 일부 기질 수용체들의 기능만이 밝혀진 상태로서, 나머지 기질 수용체들의 기능 규명은 향후 활발히 탐색되어야 할 연구분야라 할 수 있다. 본 총설에서는 식물의 CRL4 복합체의 구조 및 활성 조절을 알아보고, 각 CRL4 복합체가 관여하는 다양한 식물 내 이벤트에 관하여 최근까지 보고된 CRL4 기질 수용체들을 중심으로 그 연구 진행 사항을 업데이트하고자 한다. 이러한 접근은 각 CRL4 복합체가 기능하는 식물의 다양한 신호 전달 기작들을 보다 명확히 이해하고, 향후 전체 CRL4 복합체의 작용 네트워크를 구축하는데 있어 도움이 될 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제27권3호
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• pp.370-381
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• 2017

단백질 탈 인산화는 단백질 탈 인산화 효소에 의해 매개되는 과정으로 세포 생존에 매우 중요하다. 단백질 탈 인산화 효소 중에서 최근 CTD (carboxy-terminal domain) 탈 인산화 효소들이 등장하고 있으며 이들에 대한 새로운 생물학적 역할이 밝혀지고 있다. 이 효소의 그룹에는CTD 탈 인산화 효소 1(CTDP1), CTD 소형 탈 인산화 효소 1(CTDSP1), CTD 소형 탈 인산화 효소 2(CTDSP2), CTD 소형 탈 인산화 효소 유사(CTDSPL), CTD 소형 탈 인산화 효소 유사 2(CTDSPL2), CTD 핵 탈 인산화 효소(CTDNEP1) 및 유비퀴틴 유사 도메인 함유CTD 탈 인산화 효소 1(UBLCP1)들이 존재한다. CTDP1은 RNA 중합 효소 II (RNAPII)의 CTD의 두 번째 인산화 된 세린을 탈 인산화 시키고, CTDSP1, STDSP2 및 CTDSPL은 RNAPII의 CTD의 다섯 번째 인산화 된 세린을 탈 인산화 시킨다. 그리고 CTDSP1은 SMAD들, CDCA3, Twist1, 종양억제 단백질인 PML, c-Myc과 같은 새로운 기질을 탈 인산화 시키는 것으로 밝혀지고 있다. CTDP1은 유사 분열 조절 및 암세포 성장과 관련이 있다. CTDSP1, CTDSP2 및 CTDSPL은 종양 억제 기능 및 줄기 세포 분화와 관련이 있다. CTDNEP1은 LIPIN1을 탈 인산화 시키고 핵막 형성과 관련이 있다. CTDSPL2는 조혈 줄기 세포 분화와 관련이 있다. UBLCP1은 26S 프로테아좀을 탈 인산화 시키고 핵 프로테아좀 활성 조절과 관련이 있다. 결론적으로, CTD 탈 인산화 효소의 새로운 기능과 역할은 최근의 연구에서 밝혀지고 있으며, 이 리뷰는 CTD 탈 인산화 효소의 새롭게 밝혀진 역할들을 요약하고자 정리한 것이다.

• 생명과학회지
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• 제30권5호
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• pp.483-490
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• 2020

유비퀴틴 시스템은 ubiquitin ligases와 deubiquitinases (DUBs)에 의해 타겟 기질의 ubiquitination 유무에 따라 안정화, 활성화, 국소화 및 상호작용을 변화시키고 암 발병의 관여하는 다양한 생물학적 과정을 조절한다. DUBs는 촉매 domain에 따라 6그룹으로 나뉘어지는데, 그 중에서 OTU 그룹 내 대부분의 DUB는 세포의 연속적 신호반응(cell signaling cascade)을 조절할 수 있다. 특이하게도 OTU 그룹에 속하는 otubain 1 (OTUB1)은 정규적(canonical) 활성과 비정규적(non-canonical) 활성을 모두 가지고 있다. 본 보고에서는 OTUB1의 canonical, non-canonical 활성 조절에 있어서 다양한 신호전달경로 및 OTUB1의 역할에 대해 기술하였다. OTUB1은 이 두 종류의 활성 경로를 통하여, OTUB1은 암 관련 신호 전달 체계에 중요한 FOXM1, ERα, KRAS 및 EMT를 조절하고 암세포 증식 및 전이 능력 향상 및 항암제에 대한 내성을 나타낸다. 또한 임상적으로 전이성 및 종양 분화도가 높은 암 조직에서 OTUB1의 발현이 높으며, 이에 따라 환자의 생존율이 감소하는 등 나쁜 예후를 나타낸다. 따라서, 임상적으로 적용할 수 있는 OTUB1 억제제의 개발이 이루어진다면 OTUB1은 종양 치료에 있어 중요한 진단마커이자 치료적인 타겟이 될 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제53권4호
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• pp.286-291
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• 2017

진핵 세포에서 히스톤의 변형은 크로마틴 구조를 조절하는 데에 있어서 중요한 메커니즘이다. Set1 복합체에 의한 히스톤 H3의 네 번째 라이신 잔기(H3K4)에 발생하는 메틸화는 다양하게 잘 알려져 있는 히스톤 변형 중 하나이다. Set1 complex는 H2B의 유비퀴틴화에 의존적으로 발생하는 H3K4 메틸화에 중요하다고 알려진 Swd2를 포함하여 7개의 소단위 단백질을 가지고 있다. Swd2는 Set1의 RNA recognition motif (RRM) 도메인 근처에 결합하여 Set1의 활성을 조절하고, 또 RNA의 3' 말단 형성에 관여하는 CPF (Cleavage and Polyadenylation Factors) 복합체의 구성성분이라고 보고되었다. 최근 보고들에 따르면, 이런 Swd2의 이중적인 기능이 서로 독립적으로 작용하며, Swd2 결실돌연변이 균주가 살지 못하는 이유가 CPF 복합체의 구성성분으로써의 기능 때문이라고 알려져 있다. 본 연구에서 우리는 Swd2가 Set1의 RRM 도메인에 결합하여 Set1의 활성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, Set1의 안정성에도 영향을 줄 수 있음을 발견하였다. 또 우리는 Swd2가 결합할 수 없는 truncated-Set1을 가지고 있는 ${\Delta}swd2$ 돌연변이가 사멸하지 않고 정상적으로 자라는 것을 관찰하였다. 이런 결과들은 Saccharomyces cerevisiae에서 H3K4 메틸화와 RNA 3' 말단 형성과정에서의 Swd2의 이중적인 기능이 서로 독립적인 것이 아님을 제안하다.

• 생명과학회지
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• 제33권3호
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• pp.277-286
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• 2023

스테로이드 유발 근위축은 장기간 코르티코스테로이드 요법의 일반적인 부작용이며 근육량과 기능의 현저한 감소로 이어질 수 있다. 발아된 Rhynchosia Nulubilis (GRH)는 항염증 및 항산화 특성이 있는 것으로 밝혀진 전통적인 약용 식물이다. 그러나 근 감소 억제 효능에 대하여는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 덱사메타손에 의해 유도된 근위축 C2C12 근관세포 모델과 마우스 모델에서 근위축 억제 활성에 대한 GRH의 영향을 평가하였다. 또한 골격근에 대한 GRH 효과의 기본이 되는 분자 경로를 확인하였다. May Grunwald-Giemsa 염색을 통한 근관 세포 염색 결과는 GRH 처리군에서 근관의 길이와 면적이 증가함을 보여주었다. 또한, muscle ring-finger protein-1 (MuRF-1)와 muscle atrophy F-box (MAFbx) 발현이 GRH 처리군에서 유의하게 감소하였다. 더욱이 덱사메타손에 의해 유도된 근위축 C57BL/6 마우스에서 트레드밀을 사용한 지구력 측정과 악력측정기를 이용한 악력 측정을 통한 근육 기능을 평가한 결과 GRH를 경구 투여한 마우스의 근육 기능이 향상되었다. 또한 이러한 결과는 근육 조직에서 GRH에 의한 MAFbx의 발현 억제를 통해 일어남을 확인하였다. 결론적으로 GRH는 MAFbx 발현을 억제하여 유비퀴틴-프로테아좀 경로를 차단함으로써 덱사메타손에 의해 유발된 근위축을 개선할 수 있을 것이다.

• 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.