초록 ▼

□ 연구개요
WRN, BLM은 대표적 인간 RecQ helicase로, 정상세포에서는 DNA 대사과정에 참여하여 유전자 안정성에 기여한다. 정상세포에 비해 종양세포에서 활성이 크게 증가한 Helicase는 RPA와 협력하여 화학치료 시 생기는 DNA 손상에 의해 멈추어진 복제를 재개시킨다. 이는 암세포가 항암 치료 저항성을 나타내는 원인이 된다. WRN, BLM 은 RPA와 물리적, 기능적으로 결합한다. 이들 Helicase의 RPA 결합 부위는 구조가 없는 N-terminal 내 음이온성 펩타이드 서열로 알려져 있으나 정확한

□ 연구개요
WRN, BLM은 대표적 인간 RecQ helicase로, 정상세포에서는 DNA 대사과정에 참여하여 유전자 안정성에 기여한다. 정상세포에 비해 종양세포에서 활성이 크게 증가한 Helicase는 RPA와 협력하여 화학치료 시 생기는 DNA 손상에 의해 멈추어진 복제를 재개시킨다. 이는 암세포가 항암 치료 저항성을 나타내는 원인이 된다. WRN, BLM 은 RPA와 물리적, 기능적으로 결합한다. 이들 Helicase의 RPA 결합 부위는 구조가 없는 N-terminal 내 음이온성 펩타이드 서열로 알려져 있으나 정확한 결합 기작은 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 Helicase 에 존재하는 음이온성 펩타이드 서열과 RPA 와의 상호작용을 핵자기공명법을 이용하여 원자 수준에서 규명하였다. 또한, FANCJ Helicase 에 존재할 것으로 예측되는 음이온성 펩타이드와 RPA와의 결합을 시험하여 Helicase-RPA 결합의 공통 원리를 규명하고, Helicase 활성 저해 물질 연구의 기초자료로 제공하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) RPA70N 의 backbone assignment 수행
Triple resonance experiments 분석을 통해 helicase 들이 상호작용할 것으로 예상되는 RPA70N 도메인의 amide NH chemical shift 를 확보하였다.
(2) BLM – RPA 상호작용 분석
BLM 의 구조 없는 N-terminal 부분에 존재하는 두 펩타이드가 RPA70N 에 μM 범위의 K_d로 선택적으로 결합하며 결합 위치는 RPA70N 의 basic cleft region 임을 규명하였다.
(3) WRN – RPA 상호작용 분석
WRN 의 두 번 반복되는 acidic peptide repeat 중 RPA70N 결합에 주로 사용되는 부위를 지정하였고, 이 부위가 RPA70A 와도 약하게 상호작용함을 규명하였다. 또한, RPA70A 상호작용이 WRN peptide 에이차 구조를 유도함을 보였다.
(4) FANCJ-RPA 상호작용 분석
FANCJ 에 RPA70N 결합 부위가 C-terminal 에 존재함을 보였고, 결합시 펩타이드의 C-terminal 부위의 aromatic residue 들이 매우 중요함을 규명하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
(1) Helicase – RPA 상호작용 표면 매핑
본 연구는 (1) BLM, WRN 의 RPA 결합 부위를 최초로 정교화, (2) FANCJ 의 RPA 결합 부위의 최초 규명에 의미가 있으며 (3) peptide 서열에 따라 결합 부위가 조절됨을 보여 저해제 개발에 기초 자료가 된다.
(2) RPA70N 결합 helicase 유래 펩타이드의 서열 비교
본 연구에서 사용된 펩타이드의 서열 비교를 통해 보존되는 acidic 서열의 위치와 N-terminal, C-terminal 의 hydrophobic 서열의 위치를 도출하였으며, 이를 조합하여 더 낮은 K_d를 갖는 서열을 디자인할 수 있으며, 이는 저해제 개발의 기초 자료로 사용될 수 있다.
(3) helicase 특이적 RPA 결합 특징 규명
WRN 은 RPA 결합 서열이 두 번 정확히 반복되기 때문에 한 쪽이 RPA70N 에 결합하고 다른 쪽이 RPA70A 에 결합할 가능성이 있다. WRN-RPA 결합 저해를 위해서는 RPA70N 뿐만 아니라 RPA70A까지 고려해야 한다는 점을 규명하였다.
본 연구에서는 유동적인 음이온성 펩타이드와 RPA70 도메인들 간 결합을 구조적으로 규명하여 음이온성 펩타이드 부분이 단백질-단백질 상호작용에 사용됨을 보이고 이 전략이 여러 helicase에서 광범위하게 쓰이는 것을 보였다. 이를 통해, Helicase-RPA 상호작용에 대한 차세대 지식을 도출하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• (1) RPA70N 의 backbone assignment 수행 ... 7
• (2) BLM – RPA 상호작용 분석 ... 7
• (3) WRN – RPA 상호작용 분석 ... 8
• (4) FANCJ-RPA 상호작용 분석 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• (1) Helicase – RPA 상호작용 표면 매핑 ... 11
• (2) RPA70N 결합 helicase 유래 펩타이드의 서열 비교 ... 11
• (3) helicase 특이적 RPA 결합 특징 규명 ... 12
• (4) Biological implications ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 27