초록 ▼

연구의 목적 및 내용
￮ 진핵생물 중 효모와 인간의 DNA 복제과정에서 핵심적인 역할을 담당하고 있는 DNA 중합효소들 중, 복제과정의 초기단계에 작용하는 거대효소인 DNA중합효소 알파 holoenzyme (4개의 subunit으로 구성)의 삼차 구조를 원자수준에서 규명함
￮ 효모 및 인간유래 DNA중합효소 알파 holoenzyme의 구조기반 기능연구로 진핵생물의 DNA 복제기전 규명
￮ 효모유래 DNA중합효소 알파 holoenzyme의 구조정보를 인간의 복제기전을 연구하기 위한 모델시스템으로 활용함.
￮ 인간

연구의 목적 및 내용
￮ 진핵생물 중 효모와 인간의 DNA 복제과정에서 핵심적인 역할을 담당하고 있는 DNA 중합효소들 중, 복제과정의 초기단계에 작용하는 거대효소인 DNA중합효소 알파 holoenzyme (4개의 subunit으로 구성)의 삼차 구조를 원자수준에서 규명함
￮ 효모 및 인간유래 DNA중합효소 알파 holoenzyme의 구조기반 기능연구로 진핵생물의 DNA 복제기전 규명
￮ 효모유래 DNA중합효소 알파 holoenzyme의 구조정보를 인간의 복제기전을 연구하기 위한 모델시스템으로 활용함.
￮ 인간유래 DNA중합효소 알파 holoenzyme의 구조기반 가상검색으로 항암제 타깃 신약선도물질 탐색
연구결과
￮ 효모유래 DNA 중합효소알파복합체를 구성하는 각 단위체 구조연구
￭ 유전자클로닝 및 대량발현을 위한 정제조건 확립
￭ RNA 프라이머 합성효소 및 메탈-핵산 복합체 결정화 시도
￭ RNA 프라이머 합성효소의 3차원 구조 결정
￭ RNA 프라이머 합성효소 및 망간이온, 뉴클레오타이드 (ATP) 복합체의 3차원 구조를 통하여 진핵생물 유전자 복제과정의 첫 단계인 RNA 합성 메카니즘을 예측함.
￮ 인간유래 DNA 중합효소알파복합체를 구성하는 각 단위체 구조연구
￭ 유전자클로닝 및 대량발현을 위한 정제조건 확립
￭ RNA 프라이머 합성효소의 복합체 정제조건 확립
￭ RNA 프라이머 합성효소 및 메탈-핵산 복합체 결정화 시도
￭ RNA 프라이머 합성효소의 3차원 구조 결정
연구결과의 활용계획
￮ 3차원구조정보를 기반으로 하여 인간, 효모 등 진핵생물의 DNA 복제과정의 중추적인 역할을 하는 DNA 중합효소 알파 holoenzyme의 DNA 복제기전을 제시, 이를 이용하여 전반적 DNA 복제과정에서 일어나는 여러 가지 조절기전과, 그에 연관된 기능과의 상관관계를 분자 수준에서 설명할 것임.
￮ DNA중합효소 알파를 중심으로 복제과정 중에 발생하는 여러 중합효소들과 DNA, RNA 간의 상호작용에 대한 작용기전을 밝혀낼 것으로 기대
￮ DNA중합효소 알파의 3차원 복합체 구조에 기반한 저해제 선도물질 탐색
- 관련질환(암과 백혈병) 등의 치료제개발에 기여할 것임

Abstract ▼

Purpose&contents
￮ DNA replication process is progressed by interactions of many proteins and especially DNA polymerases are play a pivot role, therefore, these polymerases are actively studied through the biochemically and genetically.
￮ We focus on structural and functional studies on DNA po

Purpose&contents
￮ DNA replication process is progressed by interactions of many proteins and especially DNA polymerases are play a pivot role, therefore, these polymerases are actively studied through the biochemically and genetically.
￮ We focus on structural and functional studies on DNA polymerase alpha from yeast and human that initiate DNA replication process to identify the assembling mechanism of four DNA polymerase alpha subunits.
￮ As a model system, studies of yeast DNA polymerase alpha will help to understand the polymerization and regulation mechanisms of eukaryotic DNA replication process.
￮ we want to search the lead compound for a new drug which is targeted for leukemia and cancer by virtual screening based on holoenzyme structure of DNA polymerase alpha from human.
Result
In eukaryotes, DNA replication occurs though mutual actions between polymerase and other required proteins in replication fork. Especially, three polymerase is involved in the replication and polymerase alpa, one of three polymerase, induces the start of the replication through RNA/DNA primer synthesis and are followed by delta and epsilon. Each polymerase consists of active site of the enzyme, binding site of dNTP and DNA, recognition site of primer and binding site of other proteins. Our study focuses on polymerase alpa which induces the start of the replication and will unveil the complicated mechanism of replication that happen in eukaryotic cell through three dimensional structure determination.
￭ Determination of crystal structure of human and yeast polymerase alpha (four subunits)
￭ Study on synthesis mechanism of DNA and RNA primer
￭ Study on the mechanism of primer switch occurred between polymerases
￭ Study on the interaction between each polymerase in replication fork
￭ Searching a new lead compound by virtual screening based on holoenzyme structure
To do this research, obtaining of target protein by expression system of E. coli and yeast will be performed and X-ray crystallographic analysis, mutagenesis and EM analysis will be done, as well. Based on the crystal structure and biochemical study, the correlation between structure and function of DNA replication in eukayotic cell will be understood.
Expected Contribution
The 3D structure determination of DNA polymerase alpha, which plays a central role in DNA replication of eukaryotic cell, will make it possible to understand the reaction mechanisms which occurs in the course of DNA replication in a atomic level. And it will be shown that the mechanism related to mutual effect between several polymerases and nucleic acids or other proteins. Moreover, the complex structure of polymerase alpha holoenzyme with nucleic acid should provide a critical model to develop the inhibitor of polymerase as a drug that treat several cancers and leukemia.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 14
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 16
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 18
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 19
• 8. 참고문헌 ... 19
• 9. 연구성과 ... 20
• 10. 기타사항 ... 24
• 끝페이지 ... 37