초록 ▼

새로운 항산화 단백질에 관한 연구본 연구실에서 새로운 형태의 항산화 단백질을 탐색할 목적으로 지금까지 주로 세포내에서가 아니라 세포 외부를 대상으로 연구를 수행한 바, 인간 혈장 알부민(HSA)이 "Thiol Peroxidase"의 활성을 지님을 발견하였고, 기존의 Peroxidase Family와 전혀 다른 구조를 가진 새로운 "Thiol Peroxidase"를 대장균, 효모, 포유류에서 발견하였다. 따라서 이 항산화 단백 또는 효소들의 확실한 작용기작 및 생리적 역할을 밝혀야 할 시점에 있고, 활성산소종(ROS)에 의해 야기되는

새로운 항산화 단백질에 관한 연구본 연구실에서 새로운 형태의 항산화 단백질을 탐색할 목적으로 지금까지 주로 세포내에서가 아니라 세포 외부를 대상으로 연구를 수행한 바, 인간 혈장 알부민(HSA)이 "Thiol Peroxidase"의 활성을 지님을 발견하였고, 기존의 Peroxidase Family와 전혀 다른 구조를 가진 새로운 "Thiol Peroxidase"를 대장균, 효모, 포유류에서 발견하였다. 따라서 이 항산화 단백 또는 효소들의 확실한 작용기작 및 생리적 역할을 밝혀야 할 시점에 있고, 활성산소종(ROS)에 의해 야기되는 퇴행성 질병들이 현대인의 건강을 위협하고 있는 설정을 고려해 볼 때, 본 항산화 단백들의 임상 산업적 응용성에 관한 연구가 절실히 필요하다고 판단된다. 왜냐하면 HSA는 혈장 내에서 가장 많이 존재하는 가용성 단백질이고, 또한 혈액 내에만 존재하는 것이 아니라 조직 및 세포 외 Fluid에도 존재하여 전체 단백질의 60% 정도로 과량 존재하고 있고 본 실험실의 결과에 의하면 HSA는 분명하게 퍼옥시다제의 활성을 보이는 항산화 효소의 특성을 지니고 있기 때문이다. 병리적인 조건에서 ROS들에 의해 암, 염증, 동맥 경화증, 노화 등 퇴행성 질병들이 발병된다는 보고가 많다. 이런 관점에서 Peroxidase는 인체에 적용 가능한 항산화제로의 용용 가능성이 상당히 높다고 생각된다. 본 연구에서는 HSA의 새로운 생리적 활성을 Thiol Peroxidase라는 관점에서 연구하고, 그 생리적 활성을 기초로하여 임상학적 응용 가능한 항산화제를 개발에 최종 목표를 둔다. 본 연구에서는 효소학 및 분자생물학적 연구를 통하여 HSA의 새로운 작용기작 및 생리적 특성을 연구한다. 또한 새로운 형태인 Thiol Peroxidase의 샐리적 기능 연구에 일차적 목표를 둔다. 일련의 실험결과를 통해 HSA 및 ceruloplamine (CP)는 Thioredoxin 및 글루타치온(GSH)으로부터 각각 전자를 받아 지질 퍼옥시다제를 선택적으로 환원 시키는 퍼옥시다제의 활성을 지니는 티올 퍼옥시다제로써의 생리적 역할을 할 수 있음을 밝혔다. 또한 대장균에서 새로운 형태의 Thiol Peroxidase (BCP)를 발견하여 이전에 본 연구실에서 발견한 Periplasmic thiol peroxidase (p20), 그리고 기존에 알려진 Thiol Peroxiodase(AhpC)와 합쳐서 3종류의 Thiol Peroxidaserk 대장균에 존재함을 밝혔다. 따라서 Thiol Peroxidase의 Isoenzyme의 생리적 기능을 밝히기 위해 고등세포인 효모에서 THiol Peroxidase (TPx)의 isoenzyme들을 탐색한 결과 기존에 밝혀진 2종류의 isoenzyme (cytoplasmic Type I and III TPx) 이외에 다른 3종류의 Thiol Peroxidase (nuclear TPx, mitocontrial TPx, cytoplasmic Type II TPx)를 찾아내에 효소, 분자생물학, 및 세포생물학적 연구를 통해 효모에 존재하는 5종류의 Thiol Peroxidase의 생리적 기능을 제시 할 수 있었다. Thiol Peroxidase의 생리적 기능을 밝히는 연구의 일환으로 포유류의 TPx Idsoenzyme의 한 종류인 cytoplasmic TPx Type I (cTPx I)의 적혈구 (RBC)내에서의 생리적 기능을 연구 하였다. 본 실험에서 사람 RBC에 헤모글로빈 다음으로 cTPx I. 이 과량으로 존재함을 밝힌 바있고, 본 연구에서는 cTPx I이 적혈구 Mastirx뿐만 아니라 적혈구 막에 존재하여 RBC 막의 산화를 억제하는 중요한 항산화효소 역할을 함을 밝혔다. 더 나아가서 기존에 밝혀진 5종류의 사람 TPx이외에 다른 종류의 TPx가 존재함을 밝혀 포유류에는 6 종류의 TPx가 존재함을 발혔다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 앞으로의 많은 연구가 필요하겠지만, 이 새로운 형태의 Thiol Peroxidase의 생리적 중요성을 알 수 있어서 HSA 및 CP를 포함하여 새로운 형태인 Thiol Peroxidase는 인체에 적용 가능한 항산화제로서의 응용 가능성이 상당히 높다고 생각된다.

Abstract ▼

In this project, we will investigate a new physiological function of TSA/AhpC family and HSA on the basis of new type of peroxidase (i.e., thiol peroxidase). Scientific value of our research is to understand a new physiological function of a thiol peroxidase. Our research theme will give a considera

In this project, we will investigate a new physiological function of TSA/AhpC family and HSA on the basis of new type of peroxidase (i.e., thiol peroxidase). Scientific value of our research is to understand a new physiological function of a thiol peroxidase. Our research theme will give a considerable promise for providing a better understanding of a novel physiological function of TSA/AhpC family and human serum albumin as a thiol peroxidase. Also, another research goal is to improve the potency of thiol peroxidase activity of HSA for the purpose for the purpose of development of a new type of medicinal agent for preventing disease caused by oxidative damage. We expect the finding of this research will have a great impact on the improvement of public health.

목차 Contents

• Chapter 1 : Distinct physiological functions of thiol peroxidase isoenzymes in S. cerevisiave...6
• Chapter 2 : Thioredoxin-dependent hydroperoxide peroxidase activity of bacterioferritin comigratory protein (BCP) as a new member of the TSA)/AhpC family...26
• Chapter 3 : Interaction of Human Thiol Specific Antioxidant Protein 1 (hTsa1) with Erythrocyte Plasma Membrane...40
• Chapter 4 : A new member of human TSA/AhpC as thioredoxin-dependent thiol peroxidase...52
• Chapter 5 : Activation of Thiol-dependent Antioxidant Activity of human Serum Albumin by Alkaline pH is due to the B-like Conformational Change...65
• Chapter 6 : Thioredoxin-linked lipid hydroperoxide activity of human serum albumin in the presence of palmitoyl coenzyme A...78
• Chapter 7 : Geruloplasmin has a distinct active site for the catalyzing glutathione dependent reduction of alkyl hydroperoxide...88
• Chapter 8 : Major Contribution...98
• Appendix...99