초록 ▼

OSBP들은 세포 내부에서의 지질의 수송과 분포담당하거나 여러 신호전달 과정을 조절한다고 알려졌으나 단백질의 정확한 작용기전이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 효모와 인간의 long OSBP 호몰로그들의 생화학, 구조 연구를 통하여 리간드 인지, 신호 조절 기전을 이해 하고자 하였다. 주요목표는 어떻게 리간드가 인지되고, 리간드 결합이 상호작용하는 단백질에 영향을 미침으로서 세포내 신호 전달과정을 조절하고, 어떠한 분자기전으로 OSBP가 non-vesicular sterol transport를 담당하는지에 있다. Osh3, GKAP

OSBP들은 세포 내부에서의 지질의 수송과 분포담당하거나 여러 신호전달 과정을 조절한다고 알려졌으나 단백질의 정확한 작용기전이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 효모와 인간의 long OSBP 호몰로그들의 생화학, 구조 연구를 통하여 리간드 인지, 신호 조절 기전을 이해 하고자 하였다. 주요목표는 어떻게 리간드가 인지되고, 리간드 결합이 상호작용하는 단백질에 영향을 미침으로서 세포내 신호 전달과정을 조절하고, 어떠한 분자기전으로 OSBP가 non-vesicular sterol transport를 담당하는지에 있다. Osh3, GKAP 단백질의 주요 도메인 3차 구조를 규명하였고 단백질의 리간드를 검증하였고 단백질의 작용 기전을 제시하였다. 이를 위하여 다음과 같은 세부 목표들을 수행하였다.
인간 및 효모의 OSBP의 유전자 클로닝, 단백질 발현정제 시스템 구축
OSBP 중 long homolog에 속하는 human ORP1, ORP3과 yeast osh1, osh3를 주요 표적으로 N-terminal ANK, PH 도메인 및 리간드 결합 도메인을 대장균 발현 벡터에 클로닝 하였다. 여러 가지 fusion을 시도하여 대장균에서 대량 발현, 정제 시스템을 구축하였다.
대표적 long OSBP homolog의 결정화 및 X-선 구조 규명
본 연구의 가장 어려운 단계는 OSBP 단백질의 결정화이다. 표적으로 선정했던 human ORP3 ORD, ORP1 ANK 및 Yeast Osh1 ANK, Osh3의 PH, ORD도메인들의 결정화에 성공하였고, 고해상도 회절데이터를 수집하였으며, 이들 중 ORP3, Osh3의 구조를 규명하였다. ORD도메인들의 경우는 PI4P복합체의 구조들도 동시 규명하였다.
리간드 결합에 의한 단백질의 기능 조절기전 탐색
구조 분석 연구를 통하여 이 단백질들의 리간드 인지기전을 이해할 수 있었으며 단백질의 생화학적, 세포생물학적 실험을 병행하여 단백질의 세포내 지질 운반체로서의 작용기전을 제시하였다. Human ORP1 ANK와 이의 조절 단백질인 Rab7 GTPase의 복합체 형성 과정을 단백질 상호작용실험 (pulldown, ITC)을 통하여 분석하였다.
이 연구로 얻어진 가장 큰 발견은 oxysterol-binding protein이라고 알려진 이 단백질들은 실제로는 phosphoinositide가 conservation된 리간드이며, 이 결합이 단백질 기능에 필수적이라는 것을 확인하였다. 또한 인간의 OSBP가 효모의 homolog에 대한 필수 기능을 대신할 수 있음을 증명하여 종간 기능의 보존성을 증명하였다. 본연구로서 OSBP 단백질에 의한 지질항상성 조절 이해에 기여하였고 연구 결과들은 2013년 JCR top 10% 저널인 Structure와 그 외 BBRC, FEBS Letter를 포함하는 총 5편의 SCI 저널에 게재되었다.