• 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.

• 생명과학회지
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• 제17권6호통권86호
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• pp.748-755
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• 2007

본 연구에서는 전이성 암세포와 항암제 다제내성 세포에 있어서 항암제 내성에 영향을 미치는 것으로 알려진 DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) 가 Abl protein-tyrosine kinases저해제인 STl571 내성에도 연관되어 있는지에 대하여 조사하였다. 또한 STl571 과 topoisomerase I 저해제인 camptothecin (CPT) 의 단독 및 병용처리에 의한 항암 활성을 전이성 암세포와 항암제 다제내성 세포를 대상으로 조사하였다. 세포의 전이도와 내성정도에 따라 STl571 의 감수성이 다르게 나타났다. 이와 함께 ST1571의 처리후 농도에 따라 전이도가 낮은 KMl2, PC3 세포와 항암제 감수성인 CEM, MCF-7 세포에서는 DNA-PK 의 발현이 감소하는 반면, 전이도가 높은 KML4a, PC-MM2 세포와 다제내성 CEM/MDR 및 MCR/MDR 세포에서는 그 발현이 증가되어 있음을 알 수 있었다. 이는 DNA-PK 의 발현이 STl571 의 내성에 관여한다는 것을 시사한다. 이와 같은 결과에 근거하여 DNA-PK 의 발현을 감소시키는 CPT를 STl571 내성을 나타내는 암세포에 대하여 STl571 과 병용처리 하였다. 그 결과 DNA-PK의 발현이 감소되고 세포증식이 억제됨으로써 ST1571 의 감수성이 CPT에 의해 증가하는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 DNA-PK가 STl571 의 내성을 극복하는데 있어서 새로운 표적이 될 수 있으며, STl571 의 치료내성 극복에 CPT 와의 병용처리가 유효함을 알 수 있었다.

• BMB Reports
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• 제40권3호
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• pp.432-438
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• 2007

V(D)J recombination, a site-specific gene rearrangement process occurring during the lymphocyte development, begins with DNA double strand breaks by two recombination activating gene products (RAG1/2) and finishes with the repair process by several proteins including DNA-dependent protein kinase (DNA-PK). In this report, we found that RAG2 was specifically phosphorylated by DNA-PK at the $365^{th}$ serine residue, and this phosphorylated RAG2 affected the V(D)J recombination activity in cells in the GFP expression-based assay. While the V(D)J recombination activity between wild-type RAG2 and mutant S365A RAG2 in the assay using a signal joint substrate was undistinguishable in DNA-PK deficient cells (M059J), the activity with wild-type RAG2 was largely increased in DNA-PK proficient cells (M059K) in comparison with mutant RAG2, suggesting that RAG2 phosphorylation by DNA-PK plays a crucial role in the signal joint formation during V(D)J recombination.

• 한국임상수의학회지
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• 제21권3호
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• pp.253-258
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• 2004

DNA double-strand break (DSB) is a serious treat for the cells including mutations, chromosome rearrangements, and even cell death if not repaired or misrepaired. Ku heterodimer regulatory DNA binding subunits (Ku70/Ku80) bound to double strand DNA breaks are able to interact with 470-kDa DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs), and the interaction is essential for DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) activity. The Ku80 mutants were designed to bind Ku70 but not DNA end binding activity and the peptides were treated in breast cancer cells for co-therapy strategy to see whether the targeted inhibition of DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) activity sensitized breast cancer cells to ionizing irradiation or chemotherapy drug to develop a treatment of breast tumors by targeting proteins involved in damage-signaling pathway and/or DNA repair. We designed domains of Ku80 mutants, 26 residues of amino acids (HN-26) as a control peptide or 38 (HNI-38) residues of amino acids which contain domains of the membrane-translocation hydrophobic signal sequence and the nuclear localization sequence, but HNI-38 has additional twelve residues of peptide inhibitor region. We observed that the synthesized peptide (HNI-38) prevented DNA-PKcs from binding to Ku70/Ku80, resulting in inactivation of DNA-PK complex activity in breast cancer cells (MDA-465 and MDA-468). Consequently, the peptide treated cells exhibited poor to no DNA repair, and became highly sensitive to irradiation or chemotherapy drugs. The growth of breast cancer cells was also inhibited. These results demonstrate the possibility of synthetic peptide to apply breast cancer therapy to induce apoptosis of cancer cells.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1023-1032
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• 2009

TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) 는 암세포에만 작용하고 정상세포에는 영향을 주지 않는 항암제로서 알려져 있지만, TRAIL에 내성을 나타내는 암세포의 출현이 문제점으로 지적되고 있다. 사람 백혈병세포인 K562 및 CEM 세포는 TRAIL에 내성을 나타낸다. 본 연구에서는 이러한 백혈병 세포의 TRAIL 내성에 대한 새로운 표적 분자의 발굴과 이를 토대로 한 새로운 내성극복 방법을 연구하였다. 새로운 TRAIL sensitizer로서 quercetin을 발굴하고, 이를 K562 세포에 TRAIL과 병용 투여하므로서 TRAIL의 효과 증강에 의한 내성극복을 시도하였다. Quercetin은 DNA-PK/Akt 신호전달경로를 억제하므로서, caspases 활성 증강과 PARP cleavage, 이에 따른 Bax의 발현을 증강시키는 기전으로 K562 세포의 TRAIL에 의한 apoptosis를 증대시키는 활성이 있음을 밝혔다. 이러한 quercetin 병용 처리에 의한 TRAIL의 활성 증강으로 TRAIL 내성이 극복됨을 CEM 세포에서도 확인하였다. 이러한 연구 결과는 DNA-PK 발현 증강에 의한 Akt의 활성화가 TRAIL 내성을 유발하는 기전을 토대로 함을 밝힘으로써, DNA-PK 활성 억제제를 TRAIL과 병용하므로서 TRAIL 내성을 나타내는 암세포에 내성 극복 효과를 얻을 수 있는 새로운 약제 병용 방법을 제시하였다.

• Toxicological Research
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• 제24권3호
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• pp.175-182
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• 2008

DNA-dependent protein kinase(DNA-PK) is involved in joining DNA double-strand breaks induced by ionizing radiation or V(D)J recombination and is activated by DNA ends and composed of a DNA binding subunit, Ku, and a catalytic subunit, DNA-PKcs. It has been suggested that DNA-PK might be $2^{nd}$ upstream kinase for protein kinase B(PKB). In this report, we showed that Ser473 phosphorylation in the hydrophobic-motif of PKB is blocked in DNA-PK knockout mouse embryonic fibroblast cells(MEFs) following insulin stimulation, while there is no effect on Ser473 phosphorylation in DNA-PK wild type MEF cells. The observation is further confirmed in human glioblastoma cells expressing a mutant form of DNA-PK(M059J) and a wild-type of DNA-PK(M059K), indicating that DNA-PK is indeed important for PKB activation. Furthermore, the treatment of cells with doxorubicin, DNA-damage inducing agent, leads to PKB phosphorylation on Ser473 in control MEF cells while there is no response in DNA-PK knockout MEF cells. Together, these results proposed that DNA-PK has a potential role in insulin signaling as well as DNA-repair signaling pathway.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제7권1호
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• pp.9-14
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• 2003

Recent studies indicated that cancer cells become resistant to ionizing radiation (IR) and chemotherapy drugs by enhanced DNA repair of the lesions. Therefore, it is expected to increase the killing of cancer cells and reduce drug resistance by inhibiting DNA repair pathways that tumor cells rely on to escape chemotherapy. There are a number of key human DNA repair pathways which depend on multimeric polypeptide activities. For example, Ku heterodimer regulatory DNA binding subunits (Ku70/Ku80) on binding to double strand DNA breaks (DSBs) are able to interact with 470-kDa DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs), and are essential for DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) activity. It has been known that DNA-PK is an important factor for DNA repair and also is a sensor-transmitting damage signal to downstream targets, leading to cell cycles arrest. Our ultimate goal is to develop a treatment of breast tumors by targeting proteins involved in damage-signaling pathway and/or DNA repair. This would greatly facilitate tumor cell cytotoxic activity and programmed cell death through DNA damaging drug treatment. Therefore, we designed a domain of Ku80 mutants that binds to Ku70 but not DNA end binding activity and used the peptide in co-therapy strategy to see whether the targeted inhibition of DNA-PK activity sensitized breast cancer cells to irradiation or chemotherapy drug. We observed that the synthesized peptide (HNI-38) prevented DNA-PKcs from binding to Ku70/Ku80, thus resulting in inactivation of DNA-PK activity. Consequently, the peptide treated cells exhibited poor to no DNA repair, and became highly sensitive to IR or chemotherapy drugs, and the growth of breast cancer cells was inhibited. Additionally, the results obtained in the present study also support the physiological role of resistance of cancer cells to IR or chemotherapy.

• 생명과학회지
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• 제13권3호
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• pp.241-247
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• 2003

DNA 손상 유발을 위해 cisplatin, mitomycin 그리고 adriamycin을 농도별로 처리하여 세포독성 효과 및 세포주기 분포를 조사하였다. 이들 약제중 adriamycin의 감수성이 가장 높았으며 특히 $Ku80^{-/-}MEFs$가 현저한 세포독성 감수성 효과를 나타내었다. DNA 회복과 관련된 S phase의 분포도를 알아보기 위하여 adriamycin을 처리한 결과 DNA-$PKcs^{-/-}MEFs$와 $Ku80^{-/-}MEFs$ 모두에서 S phase는 대조군과 비슷하게 나타났다. 그리고 DNA$PKcs^{-/-}MEFs$에 adriamycin 처리시 6시간 경과 후 $G_2$/M phase가 증가되었으나 30시간 경과시 정상으로 회복되었다. 그러나 $Ku80^{-/-}MEFs$는 6시간 경과 이후 36시간 경과시 까지 $G_2$/M phase가 지속적으로 증가하다 결국 사멸되었다. 따라서 Ku80는 세포주기 조절 유전자의 발현을 위해 필수적인 단백질이며 Ku80의 결핍은 $G_2$M phase에서 다음 단계로의 세포주기 변화를 상실하여 사멸하게 된다. 그러므로 $Ku80^{-/-}MEFs$가 대조군과 다른 반응을 나타내는 것은 DNA 회복정도의 차이에서 오는 것이 아니라 세포주기 조절유전자 발현의 차이에서 오는 것으로 사료된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제20권2호
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• pp.115-126
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• 2004

The actinomycete strain PK-A41 was isolated from a soil sample from pepper fields in Ko-yang, Korea. The strain PK-A41 inhibited the mycelial growth of some plant pathogenic fungi and oomycete, Alternaria mali, Colletotrichum orbiculare, Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, Magnaporthe grisea, Rhizoctonia solani, and Phytophthora capsici. The presence of LL-diaminopi-melic acid in the cell wall extract and the nucleotide sequence of the 16S rDNA region of the strain PK-A41 was assigned to Streptomyces scabiei. Further morpho-logical, biochemical, and pathological analyses also confirmed the strain PK-A41 to be S. scabiei, which is pathogenic to potato tubers. The maximum antibiotic production of the strain PK-A41 was achieved when grown on the glycerol peptone broth (GPB) medium for 9 days.

• 생명과학회지
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• 제16권7호
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• pp.1199-1206
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• 2006

Plasminogen kringle 5는 plasminogen kringles 1-4로 구성된 내생의 혈관 신생 억제제인 angiostatin과 같이 내피세포의 분열을 강력하게 억제한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 plasminogen kringle 5의 재조합 단백질을 효모 발현 체계에서 생산하여 내피세포의 이동에 대한 저해 효과와 이에 대한 작용기전을 조사하였다 재조합 단백질 PK5는 plasminogen의 Thr456에서 Phe546까지 이르는 cDNA 부분을 ${\alpha}-factor$ prepro-peptide의 분비 신호 서열 뒤에 도입하여 Pichia pastoris GS115에서 발현시켰다. 메탄올 유도 후 얻은 배양액을 S-spin column을 이용하여 정제하였다. 정제된 단백질을 SDS-PACE하였을 때 약 10kDa의 단일 밴드를 나타냄을 확인할 수 있었다. 정제된 PK5는 bFGF나 VEGF에 의해 유도된 인간의 제대 유래 내피 세포의 이동을 약 500nM의 $IC_{50}$ 값으로 농도 의존적으로 감소시켰다. 내피 세포에 PK5 500M을 처리한 결과 bFGF에 의해 유도된 ERK1/2의 인산화를 감소시켰다 또한, PK5는 bFGF에 의해 유도된 내피세포의 골격 재형성을 강력하게 억제하는 것으로 관찰되었다. 따라서, 이러한 결과들은 효모 생산 PK5가 내피세포의 이동을 효과적으로 억제하며, 이는 ERK1/2의 활성과 세포골격의 재배열을 억제함으로써 나타나는 것으로 부분적으로 설명될 수 있다.