• 미생물학회지
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• 제35권1호
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• pp.18-24
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• 1999

Kinesin은 Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus nidulans, Drosophila melanogaster 등에서 발견 되었으며 dynein 과 더불어 세포분열 과정중 chromosome 의 이동과 spindle pole 의 분리에 관련된 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존에 발견된 kinesin 유사 유전자의 homology 가 많은 motor domain을 이용하여 primer를 합성한 후 이를 이용하여 Schizosaccharomyces pombe 로부터 kinesin heavy chain 의 유전자를 클론하였다. 염기서열을 결정한 결과 2496 bp의 해독틀을 가지고 있으며 832개의 아미노산으로 이루어진 분자량이 96 kd의 kinesin heavy chain을 암호화하는 것이 밝혀졌다. 기존에 밝혀진 다른 organism 의 kinesin 과 서열을 비교한 결과 새로이 클론된 S.pombe 의 kinesin 은 C-terminal motor subfamily 에 속함이 밝혀졌다.

• 생명과학회지
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• 제27권7호
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• pp.840-848
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• 2017

세포내 수송 기구는 세포의 작용과 생존에 필수적이다. 이러한 세포내 수송은 긴 미세소관을 따라서 운반체를 운반하는 미세소관 의존 분자 모터 단백질인 kinesin과 cytoplasmic dynein에 의하여 이루어진다. Kinesin은 ATP 의존적으로 미세소관의 plus-end방향으로 이동하는 모터 단백질로 세포내 소기관, 분비소포, RNA 복합체, 단백질 복합체들을 수송한다. Kinesins에 의한 다양한 운반체의 수송의 이상은 세포의 기능 이상과 연관된다. Kinesins에 의한 운반체 수송의 기본 단계는: 운반체 혹은 adaptor 단백질과의 결합, kinesin 기능 활성화와 미세소관을 따라서 이동, 그리고 올바른 위치에서 운반체와의 분리 단계로 나뉘어 진다. 최근의 연구결과들에서 kinesin 모터 기능 활성화, 운반체와의 결합, 운반체와의 해리 기전이 확인되고 있으며 세포내 운반체 수송은 kinesin과 운반체를 연결하는 adaptor 단백질에 의하여서도 조절된다. 단백질 인산화 효소, 탈 인산화 효소를 포함하는 kinesin 모터 활성 조절 단백질들은 kinesin의 인산화 혹은 탈 인산화를 통하여 직접적으로 세포내 수송을 조절하거나, c-Jun NH-terminal kinase-interacting proteins (JIPs)와 같은 adaptor 단백질들과 미세소관의 간접적 수식을 통하여 세포내 수송을 조절하기도 한다. 이러한 연구결과들은 세포의 기능과 형태 유지에 관여하는 kinesin에 의한 다양한 세포내 수송 조절 기전을 이해하는데 기초적인 토대가 된다. 또한 각각의 kinesin에 대한 조절 기전을 밝히는 것은 세포생물학과 신경생리학을 이해하는데 중요하므로 본 종설에서는 kinesin에 의한 세포내 수송을 조절하는 단백질과 kinesin과 수송체와의 결합이 어떻게 조절되는지를 고찰하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.531-537
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• 2023

세포 내 수송 및 축삭 수송은 kinesin 및 cytoplasmic dynein과 같은 미세소관 의존성 모터단백질에 의해 운반된다. Kinesin은 미세소관을 따라 미세소관의 플러스 쪽 끝으로 이동하고, dynein은 미세소관의 마이너스 쪽 끝으로 이동한다. Kinesin-1은 kinesin superfamily protein (KIF)중에서 처음으로 확인된 kinesin으로, 카복실(C)-말단 영역과 cargo간 결합을 통해 세포내 소기관, 신경전달물질 수용체 및 mRNA-단백질 복합체를 포함한 다양한 cargo의 세포내 수송 기능을 수행한다. Kinesin-1은 다양한 cargo들을 수송하지만, kinsin-1과 cargo 사이를 매개하는 어댑터/스캐폴더 단백질은 아직 완전히 확인되지 않았다. KIF5A의 C-말단 영역과 상호 작용하는 어댑터 단백질을 규명하기 위해 효모 2-하이브리드 스크리닝을 하여, cyclin-dependent kinase 2-associated protein 1 (CDK2AP1)를 확인하였다. CDK2AP1은 KIF5A의 C-말단 영역에 결합하고 KIF3A, KIF5B, KIF5C 및 kinesin light chain 1 (KLC1)과는 결합하지 않았다. CDK2AP1의 C-말단 영역은 KIF5A와의 결합에 필수적이었다. HEK-293T 세포에 CDK2AP1 및 kinesin-1은 동시 발현하여 면역침강하면 CDK2AP1 및 kinesin-1은 같이 면역침강하였다. 그리고 CDK2AP1 및 kinesin-1은 세포내에서도 같은 위치에 발현하였다. 이러한 결과들은 KIF5A-CDK2AP1결합은 kinesin-1이 cargo를 운반할 때 kinesin-1과 cargo 사이를 연결하는 어댑터 단백질 역할을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제23권8호
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• pp.978-983
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• 2013

Kinesin-II는 다양한 운반체들을 미세소관을 따라 운반하는 motor 단백질의 하나이다. Kinesin-II는 두 개의 motor 단백질 KIF3A와 KIF3B, 그리고 motor 단백질의 말단에 결합하는 kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3)로 구성되어 있다. KAP3는 Kinesin-II의 기능에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 명확한 기능은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 KAP3와 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과 HS-1-associated protein X-1 (HAX-1)을 분리하였다. KAP3은 HAX-1의 C-말단 부위와 결합하며, HAX-1은 KAP3의 C-말단부위와 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 그러나, HAX-1는 KIF3A, KIF3B, KIF5B, 그리고 kinesin light chain (KLC)과는 결합하지 않았다. KAP3와 HAX-1의 단백질 결합은 glutathione S-transferase (GST) pull-down assay와 공동면역침강으로 추가 확인하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액을 HAX-1 항체와 KIF3A 항체로 면역침강을 행한 결과 Kinesin-II의 구성단백질인 KIF3B와 KAP3가 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 KAP3가 Kinesin-II와 HAX-1의 결합을 매개한다는 것을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제26권8호
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• pp.963-969
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• 2016

Kinesin superfamily proteins (KIFs)은 세포 내 소기관이나 단백질복합체를 미세소관을 따라 운반하는 모터단백질이다. Kinesin 1은 경쇄단위체(light chain subunit)를 통하여 결합함으로써 세포 내 소기관, 신경소포, 신경전달물질수용체, 신호전달단백질, mRNA 등 다양한 운반체를 운반하는 KIFs의 한 종류이다. Kinesin light chains (KLCs)은 모터기능이 없는 단위체로서 kinesin heavy chains (KHCs) 이량체와 결합하여 kinesin 1을 구성한다. KLCs은 여러 단백질과 결합하지만 아직 결합단백질이 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 KLC1의 tetratricopeptide repeat (TPR) 영역과 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid 탐색을 수행한 결과 Wiskott-Aldrich syndrome의 원인단백질이며 액틴 세포골격 조절단백질인 WASP/WAVE family의 하나인 WAVE1을 분리하였다. WAVE1은 KLC1의 TPR 영역을 포함한 부위와 결합하지만 KHCs인 KIF5A, KIF5B, KIF5C와는 결합하지 않았다. 또한 KLC1은 WAVE1의 C-말단에 존재하는 verprolin/cofilin/acidic (VCA) 도메인과 결합하였으며, 다른 WAVE isoform인 WAVE2와 WAVE3과도 결합하였다. HEK-293T 세포에 WAVE1과 KLC1을 동시에 발현시켰을 때 두 단백질이 세포 내에서 같은 부위에 존재하며, WAVE1을 면역침강한 결과 KLC1뿐만 아니라 KIF5B가 같이 침강함을 확인하였다. 이러한 결과들은 kinesin 1이 WAVE 단백질복합체 혹은 WAVE로 덮여있는 운반체를 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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• 제33권1호
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• pp.1-7
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• 2023

세포내 운반체는 kinesin과 dynein과 같은 미세소관 분자 모터단백질에 의하여 운반된다. Kinesin은 분자 모터단백질의 큰 그룹을 형성하며, kinesin-1은 미세소관 위를 정방향으로 세포내 소기관, 단백질 복합체, 그리고 mRNAs을 운반한다. Kinesin-1은 kinesin superfamily protein (KIF) 5A, 5B, 그리고 5C (또 다른 명칭으로 kinesin장쇄) 그리고 kinesin 단쇄로 구성되어져 있다. Kinesin-1은 KIF5s의 carboxyl (C)-말단 부위를 통하여 다양한 단백질과 결합한다는 사실은 알려져 있지만, 결합단백질에 대하여서는 아직 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 KIF5A의 C-말단 특정영역과 결합하는 단백질을 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과, Glutamate-rich 4 (ERICH4)를 분리하였다. ERICH4는 KIF5A의 C-말단 특정영역과 결합하지만, KIF5B와 KIF3A (kinesin-2의 모터단백질)와는 결합하지 않았다. 그리고 KIF5A는 ERICH4의 다른 isoform인 ERICH1과는 결합하지 않았다. 또한 KIF5A은 GST-ERICH4, GST-ERICH4-amino (N)-말단과는 결합하지만 GST-ERICH4-C말단과 GST와는 결합하지 않았다. HEK-293T 세포에 ERICH4와 KIF5A을 발현시켰을 때 ERICH4와 KIF5A는 세포 내의 같은 부위에서 발현하며, ERICH4을 면역침강한 결과 KIF5A와 KLC은 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 ERICH4는 kinesin-1이 운반하는 수송체와 KIF5A와의 결합에 매개단백질로의 역할의 가능성을 시사한다.

• 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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• 제20권8호
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• pp.1166-1172
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• 2010

Kinesin-I은 4분자의 단백질로 구성되어 있으며, N-말단의 motor 영역과 C-말단영역을 가지는 장쇄(KHC, 또한 KIF5s로도 통용) 2분자와 KIF5s (KIF5A, KIF5B와 KIF5C)의 줄기영역과 결합하는 단쇄(KLC) 2분자로 구성되어 있다. KIF5A의 결합 단백질을 동정하기 위하여 효모 two-hybrid system을 사용하여 특이적으로 결합하는 heterotrimeric G 단백질의 ${\beta}$ 단위체 단백질($G{\beta}$)을 분리하였다. $G{\beta}$은 KIF5A의 808에서 935아미노산 부위와 결합하며, 다른 KIF5들과도 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. 또한 $G{\beta}$의 WD40 반복 서열은 KIF5A와의 결합에 필수영역임을 확인하였으며, 이러한 단백질간의 결합은 Glutathione S-transferase (GST) pull-down assay를 통하여 확인하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액에 KIF5들의 항체로 면역침강을 행하여 heterotrimeric G 단백질을 확인한 결과, KIF5들은 heterotrimeric G 단백질과 특이적으로 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 kinesin-I는 heterotrimeric G 단백질이 포함된 소포를 미세소관을 따라 이동시킴을 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.