초록 ▼

□ 연구개요
암의 형성과 세포 분열의 조절은 매우 밀접한 관련이 있기 때문에 세포 주기에 관여하는 단백질들 사이의 상호 작용에 대한 이해는 암 치료 방법의 기대뿐 만이 아니라 생명 현상을 이해하는 기초과학분야로서도 중요한 연구대상이다. 세포 분열 주기에 관련된, 암세포의 형성과 밀접한 관련이 있는 세포 주기의 중요 조절 단백질 Polo-like kinase family (PLK) 는 대표적인 약물 표적이다. 암세포 분열 시 stage-specific하게 발현 되는 PLK와 이들을 활성화 시키는 PLK 조절 단백질의 발현 혹은

□ 연구개요
암의 형성과 세포 분열의 조절은 매우 밀접한 관련이 있기 때문에 세포 주기에 관여하는 단백질들 사이의 상호 작용에 대한 이해는 암 치료 방법의 기대뿐 만이 아니라 생명 현상을 이해하는 기초과학분야로서도 중요한 연구대상이다. 세포 분열 주기에 관련된, 암세포의 형성과 밀접한 관련이 있는 세포 주기의 중요 조절 단백질 Polo-like kinase family (PLK) 는 대표적인 약물 표적이다. 암세포 분열 시 stage-specific하게 발현 되는 PLK와 이들을 활성화 시키는 PLK 조절 단백질의 발현 혹은 결합 단백질들을 제어 할 수 있는 물질을 개발 한다면 획기적인 신약이 될 수 있다. 본 과제에서는 PLK의 Kinase domain (KD)과 Polo-box domain (PBD) 사이의 내부 결합에 의한 자가억제와 PBD에 결합하는 펩타이드 및 그 유도체들과의 구조를 기반으로 각각의 구별되는 결합 메커니즘에 관해 연구를 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
Plk1, Plk2, Plk4의 PBD 외에 Plk3 그리고 Plk5 각각의 PBD 구조를 규명한 후 비교 분석하여 이들 고유의 기질 선택성을 부여하는 Polo-box 도메인들 사이의 구조적 차이점들을 밝히고자 시도함. PLK1 PBD의 새로운 저분자 복합체 연구를 통해 암 세포성장을 선택적으로 억제할 수 있는 anti-Plk drug 개발 및 PLK 관련 암 치료를 위한 새로운 펩타이드 저해제 연구를 진행함. Plk4의 두 Polo-box domain CPB와 PB3의 결합 구조를 규명하여 이들의 연계성 및 관련 단백질들의 상호 특이성들을 밝히고자 시도함. 특히, 선행 연구에서 CPB의 K/R crater에 매우 특이적인 Docking point로 판단되는 중심체 단백질들의 D-rich motif와 Basic patch를 기반으로 유도체를 디자인하는 연구를 진행함. PLK1 PBD 복합체 규명 실험으로부터 획득한 저분자 물질 Malonate 복합체 구조 정보와 기존에 알려진 PLHSpT 펩타이드 결합 구조를 비교 분석하여 Plk1의 540번 Lysine 혹은 557번 Arginine과 특이적인 결합을 할 수 있는 새로운 펩타이드 합성물질을 설계 중 임. PLK4 CPB 복합체 연구에서 CPB의 K/R crater에 D-rich motif의 극저온 상태에서 규명된 불분명한 구조를 상온에서 Cep192의 DDIDDD 그리고 Cep152의 DMLDDD를 기반으로 각각의 아미노산 결합구조를 규명 중 임.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구결과의 핵심은 암세포에서 과량으로 발현되는 것으로 알려진 PLK의 PBD 기능을 억제함으로써 PLK의 기능을 조절할 수 있다는 것이다. 이것은 암세포의 선택적인 사멸 효과에 대한 기초자료를 제공 할 수 있을 뿐만 아니라, 기존에 주로 연구되어온 KD 중심의 Kinase activity를 억제 하는 것 보다 PBD의 기능을 억제하는 것이 암 세포를 선택적으로 죽이는데 더 효과적이고, 암 세포에서 특이적인 PBD 펩타이드 저해제에 관한 연구는 항암 치료를 위해 암세포를 특이적으로 공략하는 전략이 될 것이다. 특히, Plk4의 경우 폴로박스인 CPB 자체의 결합 부위를 제어함으로써 Plk4의 전달을 억제하여 중심체의 생성을 사전에 차단하게 함으로서 암세포의 증식을 막을 수 있는 새로운 항암제로써의 신약개발 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 연구의 의의 ... 5
• 나. 국내·외 연구동향 ... 5
• 다. 연구의 필요성 및 중요성 ... 6
• 라. 연구 목표 및 내용 ... 8
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 12
• 1. 대장균 내 단백질 발현 시스템 구축 ... 12
• 2. 대량 발현 및 정제 조건 구축 ... 12
• 3. 단백질 결정화 조건 탐색 및 회절 정보 수집 ... 12
• 4. 펩타이드 저해제 설계 ... 12
• 5. 세부 진행 내역 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 21
• 끝페이지 ... 21