• 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.

• 미생물학회지
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• 제49권3호
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• pp.215-220
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• 2013

많은 세균들은 환경적 스트레스에 대항하기 위해 세균 생존에 유용한 특정 유전자들의 전사를 유도하는 대체시그마 인자 RpoS를 활용한다. 세포 내 RpoS 단백질의 농도는 주로 ClpXP 단백질 분해효소의 조절을 통해 결정된다. RpoS를 ClpXP로 전달하기 위해서는 adaptor 단백질 RssB가 반드시 필요하다. Two-component-type response regulator RssB는 RpoS와 지속적으로 상호작용을 하지만, 다양한 환경변화에 의해 RssB-RpoS 상호작용이 억제되어 세균에서 RpoS 양을 증가시킨다. 본 총설에서는 최근까지 연구 된 RssB-RpoS 상호작용에 관여하는 RssB의 anti-adaptor 단백질 IraD, IraM, IraP 등의 조절인자들과 RssB의 N-terminal 수용체 도메인의 인산화에 대해 설명하고 요약하였다. 이러한 RssB의 정교한 활성을 통한 RpoS 분해조절 과정은 외부환경 스트레스로부터 보다 효율적으로 세균을 보호할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제18권8호
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• pp.1059-1065
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• 2008

KIF21A는 kinesin superfamily에 속하는 분자 motor로서 미세소관을 따라서 분비소포를 운반한다. 최근의 연구결과 KIF21A 유전자 일부의 missense 돌연변이에 의하여 congenital fibrosis of the extraocular muscles (CFEOM) 1의 유발됨이 밝혀졌다. CFEOM1은 KIF21A의 돌연변이로 인하여 분화 발생과정에 occulo-motor신경과 neuromuscular junction 형성에 필요한 단백질을 이동시키지 못함으로써 유발된다. 본 연구에서는 효모 two-hybrid system을 사용하여 KIF21A의 WD-40 repeat domain과 결합하는 분자량이 작은 Purkinje cell protein-1 (Pcp-2), 또는 L7으로도 알려진 단백질을 분리하였다. Pcp-2는 효모 two-hybrid assay에서 KIF21A와 KIF21B의 WD-40 영역과는 결합하지만 다른 종류의 KIFs와는 결합하지 않았다. 또한 단백질간의 특이적 결합을 pull-down assay로 확인하였으며, 생쥐의 뇌 파쇄액에 Pcp-2 항체로 면역침강을 행하여 KIF21A를 확인한 결과 Pcp-2와 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 KIF21A는 Pcp-2와 결합하며, 또한 Pcp-2는 KIF21A의 adaptor 단백질로서 세포 내 KIF21A의 수송에서 매개 단백질로 작용함을 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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• 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.

• 생명과학회지
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• 제17권1호
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• pp.18-23
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• 2007

신경세포에 특이적으로 발현되는 단백질인 Fe65는 두 개의 phosphotyrosine binding(PTB) 도메인을 가지고 있다. 두번째 PTB(PTB2)도메인은 아밀로이드 베타 전구 단백질(APP)의 세포질 도메인 조각(AICD)와 결합한다. 최근 연구 결과들은 AICD와 Fe65로 이루어진 결합체가 알츠하이머병에서 신경세포를 죽게 하는 유전자를 발현한다고 제시하고 있다. 따라서 Fe65와 AICD의 결합을 방해하는 화합물은 알츠하이머병을 치료하는데 후보물질이 될 수 있다. 하지만 AICD와 Fe65와 관련된 신호전달에 대한 분자적 기전은 잘 알려져 있지 않다. 이번 연구에서는 Fe65의 PTB2도메인을 baculovirus시스템에서 과발현시킨 결과를 보고한다. 세균 및 척추동물 세포를 이용한 시스템과 비교했을 때, baculovirus 시스템 이 훨씬 효과적 이 다는 것을 발견했다. 정제된 재조합 단백질을 이용하여 초기 결정을 얻었다. 결정을 이용하여 앞으로 밝힐 3차원 구조는 Fe65관련 신호전달체계에 대한 분자 기전 및 이에 대한 저해제 개발에 큰 도움을 줄 것이다.

• 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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• 제24권1호
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• pp.14-19
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• 2014

Kinesin-1은 2개의 장쇄(KHCs, 또는 KIF5s)와 2개의 단쇄(KLCs)가 결합한 복합체로 되어 있다. 본 연구에서 효모 two-hybrid system을 이용하여 중추신경계의 신경세포에서 주로 발현되는 KIF5A와 결합하는 단백질을 탐색한 결과 phosphatidylinositol-3,5-bisphosphate ($PI(3,5)P_2$)의 5번 위치 인산을 제거하는 탈인산화효소 Fig4(Sac3)를 분리하였다. KIF5A는 Fig4의 C-말단과 결합함을 효모 two-hybrid assay로 확인하였다. Fig4는 KIF5A의 C-말단과 결합하지만, 두 개의 다른 장쇄인 KIF5B와 KIF5C 그리고 KLC1와는 결합하지 않았다. 단백질 간 결합을 glutathione S-transferase pull-down assay와 공동면역침강으로 추가 검증하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액을 KIF5A 항체로 면역 침강한 결과 Fig4가 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 kinesin-1이 Fig4와 결합한 단백질 복합체 혹은 운반체를 세포 내에서 운반함을 시사한다.

• 한국가금학회지
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• 제46권1호
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• pp.31-37
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• 2019

닭의 clathrin-associated adaptor protein $3-{\delta}$ subunit 2(AP3S2)는 clathrin-coated vesicle를 가진 표적 세포막으로 암 배양 단백질 수송에 관여한다. AP3S2는 C형 간염 바이러스 감염으로 간 섬유화를 매개하고, 2형 당뇨병과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 또한, AP3S2는 clathrin-dependent endocytosis를 통해 숙주 세포로의 바이러스 유입에 관련된 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 기존 연구에서 닭 신장조직에서 차별 발현 유전자로 발굴된 닭 AP3S2 유전자의 분자유전학적 특성을 구명하고, 닭의 조직에서의 유전자 발현 양상을 조사하며, 톨-유사수용체 3 (Toll-like receptor 3; TLR3) 자극에 의한 전사 조절을 연구하였다. 닭 AP3S2 유전자가 코딩하는 단백질의 구조는 다른 종과 매우 보존적이고 진화적으로 제브라 피쉬와 가장 가깝고, 포유류와 가장 먼 것으로 추정되었다. 닭의 다양한 조직에서 닭 AP3S2 유전자의 전사 수준을 조사한 결과, 폐에서 가장 높게 발현되었으며, 그 다음은 비장 순이었다. 닭의 배아 섬유아세포 주인 DF-1세포에서 조사한 결과, AP3S2 유전자의 발현은 TLR3 신호자극에 의해 감소하였다. 전사조절인자인 $NF{\kappa}B$나 AP-1의 억제제를 이용하여 조사한 결과, $NF{\kappa}B$나 AP-1의 억제에 의해 유전자 발현이 영향을 받지 않았다. 이 결과는 DF-1 세포에서 닭 AP3S2 유전자의 발현은 적어도 이 두 전사조절인자와는 독립적인 경로에 의해 조절됨을 시사한다. 본 연구의 결과는 닭 AP3S2가 바이러스 감염에 역할을 하고, TLR3 신호에 관여함을 제시한다. 추가연구를 통해 닭 AP3S2의 전사 조절과 바이러스 침입 메커니즘을 구명할 필요가 있다고 사료된다.

• 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.