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문서암호 : www.kosen21.org

1. 분석자 서문
케모카인 연구에는 다양한 분야가 접목되어 있다. 바이러스학, 세포생물학, 구조생물학, 면역학, 병리학, 발생학, 신경생물학, 등의 학문분야에서 많이 연구되고 있다. 또한 이와 반응하는 물질도 당류로부터 단백질에 이르는 다양성을 가지고 있다. 수용체와 배위체가 여러 가지 있어, 이 모두를 합하면 아주 다양한 조합을 만들 수 있다. 케모카인의 구조도 다량체 형성과 GAG에 결합하는 등 마찬가지로 복잡하다. 다른 세포내/외 단백질 사이의 상호작용에 관한 연

문서암호 : www.kosen21.org

1. 분석자 서문
케모카인 연구에는 다양한 분야가 접목되어 있다. 바이러스학, 세포생물학, 구조생물학, 면역학, 병리학, 발생학, 신경생물학, 등의 학문분야에서 많이 연구되고 있다. 또한 이와 반응하는 물질도 당류로부터 단백질에 이르는 다양성을 가지고 있다. 수용체와 배위체가 여러 가지 있어, 이 모두를 합하면 아주 다양한 조합을 만들 수 있다. 케모카인의 구조도 다량체 형성과 GAG에 결합하는 등 마찬가지로 복잡하다. 다른 세포내/외 단백질 사이의 상호작용에 관한 연구는 활발히 진행되고 있으나, 케모카인 수용체는 실험하기 어려운 막 단백질이다. 더욱이 7개의 막투과 나선을 가지고 있고, 구조가 보고된 유사한 단백질이 rhodopsin계열에 국한되어 있다.
본 총설은 케모카인에 대한 전체적인 이해를 가능하게 한다. 특히 GAG, 수용체, 케모카인의 세 물질이 서로 반응하면서 어떻게 염증을 동반하는 질병을 일으키기도 하고, 면역반응에 관여하고, 또한 특정 바이러스에 대하여 어떻게 면역계가 무력해지는지를 알 수 있다.

면역계의 가장 중요한 특징은 침입한 병원균이나 조직의 손상 또는 생리적 반응에 따른 백혈구의 이동이다. 케모카인(chemokines: chemoattractant cytokines) 단백질과 그 수용체가 이 방위체계를 조절한다. 케모카인은 염증반응에서 세포가 모이게 하는 역할로 발견되었지만, 이제는 림프세포의 발달과 자리찾기, 기관형성과 신경의 정보교환 등 다양한 과정에 관여함이 알려졌다. 케모카인은 다양한 종류의 세포를 모으며, 각 세포는 기능성 수용체를 가지고 있다. 다종의 케모카인, 시공간적 세포특이성 발현, 수용체의 결합 양상, 신호전달, 조절방법, 접착 단백질 등의 거대분자와 협동 용 등의 조합을 통하여 이 단백질의 다양한 기능이 나타난다.
케모카인의 기능은 림프세포의 조직 특이성 자리찾기와 염증조직으로의 백혈구 이동에서 잘 이해되고 있다. 염증반응을 예로 들면, 다음과 같은 순서의 과정으로 반응이 일어난다. (1) 내피세포의 selectin이 백혈구 표면의 mucin 수용체에 결합하고, 내피세포 표면에서 백혈구가 천천히 굴러간다. (2) 전염증성 cytokine이나 외래 분열인자 등에 반응하여 내피세포나 외혈관세포가 케모카인을 분비하거나, 내피세포가 세모막 양 측면을 통한 세포내 이입-분비로 케모카인을 분비한다. (3) GAG나 GPCR인 DARC이 분비된 케모카인을 내피세포 표면에 잔류하여 백혈구에 작용하게 한다. (4) 내피세포 표면에 쌓인 케모카인이 백혈구의 GPCR과 결합하여 신호를 활성화시켜, 세포의 생리와 모양이 변한다. (4) 백혈구의 Ig 종류 수용체에 대한 integrin 접착성이 증가하여, 백혈구가 내피세포에 단단히 붙는다. 세포는 lamellipod와 uropod를 만들면서 극성을 띤다. 세포내 골격이 재정렬되면서 세포가 내피 세포벽을 통과하여 혈관밖에 있는 케모카인을 향하여 움직이는 주화성이 나타난다. (5) 과립분비, 단백질 분해효소 방출, 호흡폭발, 세포괴사 등의 과정이 발생하고, 수용체의 둔화와 제거로 전체 단계가 마무리된다.
케모카인의 주된 임무는 개체를 방어하는데 있지만, 세포손상과 부적절한 세포 소집을 일으켜 질병을 일으키기도 하여, 이의 억제제 개발은 중요한 일이다. 본 총설에서는 케모카인의 구조와 수용체, GAG와의 상호작용에 대하여 다루기로 한다. 삼차원 구조에서 얻은 케모카인의 기능 이해를 바탕으로 케모카인의 일부 병에서의 역할과 케모카인의 기능억제 방법이 논의될 것이다. 마지막으로 어떻게 바이러스가 면역체계를 방해하고 이용하는지, 분자모방의 관점에서 이야기 될 것이다.

2. 목차
I. 서문
II. 케모카인 종류
A. 케모카인 종류의 구성과 명명법
B. 케모카인의 구조
C. 케모카인의 다량체 형성
D. 케모카인의 수용체 결합 부위
E. 수용체의 케모카인 결합 부위
F. 수용체의 이량체 형성
III. 케모카인과 글리코스아미노글리칸의 상호작용
A. GAG 결합과 다량체형성의 상관관계
B. GAG에 결합상태의MCP-1/CCL2의 제안구조
C. 기능적 의미
IV. 바이러스의 케모카인과 수용체, 케모카인 모방체,
그리고 케모카인 결합 단백질
A. 바이러스의 케모카인 결합 단백질
B. 바이러스의 케모카인 모방체: HIV-1 TAT
V. 케모카인과 질병
A. 동맥경화증과 암
B. 질병치료을 위한 케모카인 기능억제 방법

3. 원문정보
ELAINE K. LAU, SAMANTHA ALLEN, ANDRO R. HSU, AND TRACY M. HANDEL,CHEMOKINE-RECEPTOR INTERACTIONS:GPCRS, GLYCOSAMINOGLYCANS AND VIRAL CHEMOKINE BINDING PROTEINS,ADVANCES IN PROTEIN CHEMISTRY,2004년.

※ 이 자료의 분석은 광주과학기술원의 유영재님께서 수고해 주셨습니다.