초록 ▼

□ 연구개요
살모넬라는 잘 알려진 식중독 원인균으로서 이에 대한 새로운 신약개발 표적을 발굴하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 살모넬라가 장내에서 인체 세포로의 효과적으로 감염하는 과정에서 중요한 나노미터 크기의 초소형 단백질 모터인 편모의 형성 기작을 이해하고자 하였다. FliD 단백질은 편모의 cap부분을 이루는 단백질이며 박테리아의 편모 조립에 중요한 역할을 하기 때문에 항생제 개발의 작용점이 될 수 있다. 하지만 FliD가 어떻게 샤페론인 FliT에 의해서 세포 내에서 안정화되며 세포밖으로 전달되는지에 대한 기작이

□ 연구개요
살모넬라는 잘 알려진 식중독 원인균으로서 이에 대한 새로운 신약개발 표적을 발굴하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 살모넬라가 장내에서 인체 세포로의 효과적으로 감염하는 과정에서 중요한 나노미터 크기의 초소형 단백질 모터인 편모의 형성 기작을 이해하고자 하였다. FliD 단백질은 편모의 cap부분을 이루는 단백질이며 박테리아의 편모 조립에 중요한 역할을 하기 때문에 항생제 개발의 작용점이 될 수 있다. 하지만 FliD가 어떻게 샤페론인 FliT에 의해서 세포 내에서 안정화되며 세포밖으로 전달되는지에 대한 기작이 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 구조생물학의 방법으로 이들 단백질들의 상호작용 기작을 이해하고 새로운 항생제 개발 작용점을 발굴하는 것을 목표로 하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통해서 FliD-FliT 결합체의 삼차원 구조를 규명하고, 다양한 생화학적, 생물리화학적, 세포생물학적 실험을 통해서 FliD 단백질의 FliT에 대한 negative regulator로서의 기능을 밝히고, 또한 FliD가 FliT에 결합하였을 때에 왜 세포질 안에서 pentamer가 아닌 monomer로서 유지될 수 있는지에 대하여 메커니즘을 제시하였다. 주요 연구 결과 및 성과는 다음과 같다.
• 대장균을 이용하여 FliD, FliT 단백질 각각과 결합체 형태로 제조
• FliD-FliT 결합체의 구조를 2.3Ǻ 해상도로 규명
• SEC-MALS 실험을 통한 FliD-FliT 결합체의 1:1 결합을 확인
• ITC 실험을 통한 FliD-FliT 상호작용을 분석하여 어떤 부분이 상호 작용에 중요한지에 대해서 mapping
• Recombinant FliD를 FliD가 deletion된 Salmonella의 배양액에 첨가하여 flagella가 유도됨을 증명
• FliT의 negative regulator로서 FliD의 작용에 따른 flagella number와 length의 변화를 분석
• FliD-FliT 결합체의 구조적 기능적 연구를 통한 working model 제시

□ 연구개발결과의 중요성
항생제 오남용의 결과로 다수의 다제내성균이 출현하여 인류의 건강을 위협하고 있으며 새로운 항생제 개발 작용점을 발굴하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 식중독의 대표적인 원인균인 살모넬라의 편모 형성 기작을 밝히는 것을 목표로 하였는데, 이러한 편모는 대부분의 인체 박테리아 병원균이 가지고 있으며 인체 세포 내에 감염하는 과정에서 중요한 역할을 한다. 따라서 편모 형성을 억제하는 방식으로 항생제 개발이 가능하며, 이러한 방식은 지금까지의 항생제 개발 방식과 전혀 다른 새로운 방식이라고 할 수 있다. 본 연구에서 발굴한 FliD-FliT 결합체의 결합부위는 새로운 약물 작용점이 될 수 있다고 생각된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 1차년도(2015) ... 4
• (2) 2차년도(2016) ... 5
• (3) 3차년도(2017) ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) FliD-FliT 단백질 결합체의 클로닝 및 정제 ... 6
• (2) FliD-FliT 단백질 결합체의 결합부위 mapping ... 7
• (3) Truncation을 통한 FliD-FliT 단백질 결합체의 결정화 조건 확립 ... 7
• (4) X선 결정학을 이용한 truncated FliD-FliT 복합체의 삼차원 구조 규명 ... 7
• (5) FliD-FliT 복합체의 생화학적, 생물리화학적 분석 ... 8
• (6) 다양한 FliT construct와 FliT와의 결합체의 SAXS structure 규명 ... 8
• (7) Recombinant FliD를 FliD가 deletion된 Salmonella의 배양액에 첨가하여 flagella 유도를 증명 ... 8
• (8) FliD가 FliT의 negative regulator로서의 작용함을 증명 ... 9
• (9) FliT의 negative regulator로서 FliD의 작용에 따른 flagella number와 length의 변화 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• (1) FliD-FliT 결합체의 구조적 기능적 연구를 통한 working model 제시 ... 11
• (2) FliD-FliT 결합체를 표적으로 하는 항생제 개발의 작용점 제시 ... 11
• (3) Flagellum의 형성 기작 이해를 위한 FliD L443R mutant의 활용 ... 12
• 4. 참조문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 20