| 초록 |
□ 연구개요 1) 시험관내 DXO 상호작용 인자 발굴 및 인지 기전 규명 세포내 비정상적인 cap을 지니는 전령 RNA를 인식하여 제거하는 기능을 지니는 DXO와 상호작용할것으로 예상되는 단백질을 프로테옴 분석을 통해 도출하고 이에 대해 시험관 수준에서 직접적인 상호작용 여부 파악을 통해 분자 수준의 작용 기전 제시 2) RNA 대사 관련 단백질에 대한 구조 연구 ① QKI와 let-7b miRNA의 인지 기전 규명: QKI은 neuronal axon의 myelin 형성, mRNA 안정성 및 방출, 대체 스플라이싱에 관여하며, let-7b miRNA와의 상호작용을 세포 내에서 확인함. 이에 분자 docking을 통해 최적화된 let-7b fragment 후보군을 토대로 QKI의 miRNA 특이적 인식 기전을 구조 모델 연구를 통해 제시함. ② NEAT1의 PGK1/PGAM1/ENO1 결합에 따른 기질 결합 기전 규명: NEAT1은 lncRNA로서 포도당 대사 조절을 통한 종양 형성에 관여한다고 알려져 있으며, 당 대사에 관여하는 PGK1/PGAM1/ENO1과 어떻게 상호작용하여 기질 선호도에 영향을 주는지에 대해 구조 모델링 연구를 통해 제시함. 3) 구조기반 분자 작용 기전 규명 연구 새로운 단백질 및 관련 인자에 대한 분자 구조 규명을 통해 비교 분석, 아미노산 서열과 구조, 형태와의 연관성 등을 파악함으로서 구조에 대한 이해의 폭을 넓혀 생물정보학 및 시스템생물학의 발전에 기여함. □ 연구 목표대비 연구결과 1) DXO 상호작용 인자 발굴 및 시험관내 상호작용 확인 프로테옴 분석을 통해 도출된 33개 인자들 중 상위 14종을 대상으로 DXO와 시험관에서 상호작용 여부 파악한 결과 모두 상호작용하지 않았으며, DXO의 인산화에 의해 상호작용에 영향을 줄 가능성에 Mass spectroscopy 결과를 토대로 5개 mutant의 조합을 통해 상호작용 여부 파악함. 2) RNA 대사 관련 단백질에 대한 구조 연구 ◯ QKI 단백질에 대한 let-7b miRNA 결합 구조 제시와 공동 연구를 통해 현재 Nature에 논문 투고 ◯ lncRNA인 NEAT1이 PGK1/PGAM1/ ENO1의 복합체 형성에 관여하여 대사에 의한 변화를 통해 유방암과 전이 기전 규명을 공동 연구로 진행 완료[Cell Metabolism(2021)]. ◯ Cdc2-like kinase인 Clk1, 2, 3와 이에 대한 저해제 CX-4945 복합체 구조를 규명하고 분석을 통해 특이적 저해능에 대한 기전 제시함[BioMed Res. Intl.(2019)]. 3) 구조기반 분자 작용 기전 규명 연구 ◯ 진균류인 Candida albicans 유래 FAAH의 구조를 규명하고 리간드 결합 형태를 구조 비교를 통해 제시하고 진화적 유연관계 규명함[Crystals(2019)]. ◯ 효모인 Schizosaccharomyces pombe 유래 aspartate aminotransferase의 분자 구조 규명 결과를 토대로 71개 유사 구조에 대한 심층 비교 분석을 통해 C-말단 구조 기반 8개의 subclass를 제시하고 진화적 유연관계 제시함[PLoS One(2019)]. ◯ 대장균 유래 alcohol dehydrogenase인 YjgB 및 NADP 복합체의 구조 규명을 통해 대사공학 및 합성생물학 분야에 응용될 수 있는 aldehyde 기질에 대한 인지 기전을 제안함[Molecules(2020)]. ◯ 진균류인 Kluyveromyces lactis 유래 Nit2의 구조를 2.2Å 해상도로 결정하고 비교 분석을 통해 5개 특이적 형태를 제시함[Crystals(2021)]. ◯ Kluyveromyces lactis유래 Glucose-6-phosphate dehydrogenase의 구조 및 기질인 G6P와의 복합체 구조를 규명하고 생화학적 분석을 통해 기질 인지 기전을 제시함[BBRC(2021)]. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1) RNA 매개 유전자 발현 조절에 대한 기반 연구로서 응용 연구의 발전에 기여 ◯ QKI와 let-7b miRNA의 상호작용 연구 및 lncRNA인 NEAT1이 당 대사 효소로 알려진 PGK1/PGAM1/ENO1과의 결합을 통해 종양 성장과 전이를 조절할 수 있다는 연구 성과를 통해 RNA 기반 항암제 개발 등 의약학관련 응용 연구에 기여할 것으로 생각됨. ◯ DXO 상호작용 인자 규명을 통해 전령 RNA 매개 유전자 발현 조절 인자에 대한 새로운 기능을 도출할 가능성이 있으며, 향후 지속적인 연구 개발을 통해 관련 응용 연구에 기여하고 나아가 종양 및 노화관련 의약학적 응용 및 빅데이터 이용 융합 연구에 기여할 가능성도 있을 것이라 기대함. ◯ CX-4945에 의한 CLK1,2,3의 특이적 저해 기전 제시를 통해 향후 pre-mRNA splicing 조절 관련 후속 연구의 활성화를 가져올 수 있을 것이라 생각됨. 2) 세포내 다양한 인자의 분자 구조 및 작용 기전 연구를 통한 다양한 후속 연구 활성화 ◯ 본 연구를 통해 FAAH, Gre2, AST, Nit2, YjgB, G6PD는 대사과정에 작용하는 주요 효소로 본 구조 연구 결과를 통해 기질 결합이나 생물종에 따른 진화적 유연관계를 포함한 다양한 후속 연구의 활성화에 기여할 수 있을 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
