• 생명과학회지
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• 제17권6호통권86호
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• pp.783-790
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• 2007

G protein-coupled receptor, (GPCR)는 세포외부의 신호를 인식 시 G 단백질을 활성화시켜 신호를 전달하며 kinase에 의한 인산화를 통하여 지속적인 신호전달을 억제한다. 외부 신호물질이 없는 조건에서도 활성을 나타내는 항활성 돌연변이종(CAM)은 GPCR의 신호전달 이상에 기인한 질병 치료나 활성화 구조변화의 좋은 연구대상이다. 희미한 빛을 인식하는 시각수용체인 로돕신의 CAM으로는 salt bridge에 직접적인 영향을 미치는 돌연변이인 G90D, El13Q, 그리고 K296E와, 직접적인 영향이 없는 돌연변이인 E134q와 M25Y등 두 가지 계통의 종류가 알려져 있다. 본 연구에서는 각각의 돌연변이가 복합된 mutant를 구성하여 agonist와 inverse agonist에 대한친화도와 로돕신 kinase에 대한 활성을 조사하여 각 종에서의 구조변화의 차이를 분석하였다. 로돕신 mutant의constitutive activity는 all-trans-retinal에 대한 친화도에 비례하며 11-cis-retinal에 대한 친화도와는 역상관 관계를 보여준다. 같은 계통에 속하는 돌연변이가 합쳐진 복합 mutant는 단일 mutant에 비하여 미약한 정도의 로돕신 kinase 항활성화 증가를 보여주나, 다른 계통에 속하는 두 가지 돌연변이가 합쳐진 mutant는 항활성화가 크게 증가되었음을 보여주었다. 이 결과는 다른 계통에 속하는 mutant에서는 상이한 구조변화가 일어나며 로돕신이완전한 활성화에 이르기 위해서는 최소한 두 가지 종류의 돌연변이에 의하여 생기는 구조변화들이 함께 일어나야함을 의 미 한다. G protein 활성화와 유사한 항활성화 분석 결과는 rhodopsin kinase가 인식하는 로돕신의 활성화상태 구조가 G protein이 인식하는 구조와 유사함을 의미한다. 특히 가장 강한 활성을 나타내는 El13Q/E134Q/M257Y는 활성화상태 GPCR 단백질의 결정 시도에 이용 될 수 있을 것이다.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.281-283
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• 2002

S-modulin in frog or its bovine homologue, recoverin, is a 26 kDa EF-hand $Ca^{2+}$-binding protein found in rod photoreceptors. The $Ca^{2+}$ -bound form of S-modulin binds to rhodopsin kinase (Rk) and inhibits its activity. Through this regulation, S-modulin is believed to modulate the light-sensitivity of a rod. In the present study, we tried to identify the interaction site of the $Ca^{2+}$ -bound form of S-modulin to Rk. First, we mapped roughly the interaction regions by using partial peptides of S-modulin. The result suggested that a specific region near the amino terminus is the interaction site of S- modulin. We then identified the essential amino acid residues in this region by using S-modulin mutant proteins: four amino acid residues were suggested to interact with Rk. These residues are located in a small closed pocket in the $Ca^{2+}$-free, inactive form of S-modulin, but exposed to the surface of the molecules in the $Ca^{2+}$ -bound, active form of S-modulin. Two additional amino acid residues were found to be crucial for the $Ca^{2+}$ -dependent conformational changes of S-modulin. The present study firstly identified the functional site of S-modulin, a member of a neuronal calcium sensor protein family.in family..

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제19권4호
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• pp.390-397
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• 2011

G protein-coupled receptor kinases (GRKs) and ${\beta}$-arrestins have been known as regulators of G protein-coupled receptors. However, it has been recently reported that GRKs and ${\beta}$-arrestins mediate receptor-mediated cellular responses in a G proteinin-dependent manner. In this scheme, GRKs work as a mediator or a scaffold protein. Among 7 members of the GRK family (GRK1-GRK7), GRK2 is the most extensively studied in vitro and in vivo. GRK2 is involved in cellular migration, insulin signaling, and cardiovascular disease. GRK6 in concert with ${\beta}$-arrestin 2 mediates chemoattractant-stimulated chemotaxis of T and B lymphocytes. GRK5 shuttles between the cytosol and nucleus, and regulates the activities of transcription factors. GRK3 and GRK4 do not seem to have striking effects on cellular responses other than receptor regulation. GRK1 and GRK7 play specific roles in regulation of rhodopsin function. In this review, these newly discovered functions of GRKs are briefly described.