초록 ▼

본 과제는 Aminoacyl-tRNA synthetase (AARS) 및 Multi-synthetase complex (MSC)를 구성하는 단백질들의 구조 및 상호작용 연구를 통하여, 세포 내 신호전달 조절 기전을 밝히고, 암 및 면역관련 질환 등을 치료 할 수 있는 약물 타겟을 제시함.
첫째로, KRS와 laminin recepor의 상호작용을 규명하고, 이들 단백질 상호작용을 억제하는 약물을 발굴함. 억제제의 결합구조 및 작용기전을 단백질 3차원 구조적으로 밝힘. 둘째로, 발암 유전자 AIMP2-DX2의 특성 및 NMR 신

본 과제는 Aminoacyl-tRNA synthetase (AARS) 및 Multi-synthetase complex (MSC)를 구성하는 단백질들의 구조 및 상호작용 연구를 통하여, 세포 내 신호전달 조절 기전을 밝히고, 암 및 면역관련 질환 등을 치료 할 수 있는 약물 타겟을 제시함.
첫째로, KRS와 laminin recepor의 상호작용을 규명하고, 이들 단백질 상호작용을 억제하는 약물을 발굴함. 억제제의 결합구조 및 작용기전을 단백질 3차원 구조적으로 밝힘. 둘째로, 발암 유전자 AIMP2-DX2의 특성 및 NMR 신호를 규명하고, 이 단백질과 HSP70 및 K-ras 의 상호작용 기전을 규명함. AIMP2-DX2와 HSP70 의 복합체 구조를 규명하였으며, 이를 바탕으로 억제제의 결합구조 및 작용기전을 제시함. 셋째로, HRS, GRS, LRS, WRS 및 EPRS 등 많은 AARS 타겟에 대한 구조 및 작용기전 연구를 수행함. 또한 MSC sub-complex의 발현, 정제 및 전자현미경 연구를 통하여, 구조를 규명함.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
Aminoacyl-tRNA synthetase (AARS) is an enzyme that catalyzes the esterification of a specific amino acid or its precursor to one of all its compatible cognate tRNAs to form an aminoacyl-tRNA. In cytosol, AARS form multi-tRNA synthetase complex (MSC) with cofactors such as AIM

□ Purpose & Contents
Aminoacyl-tRNA synthetase (AARS) is an enzyme that catalyzes the esterification of a specific amino acid or its precursor to one of all its compatible cognate tRNAs to form an aminoacyl-tRNA. In cytosol, AARS form multi-tRNA synthetase complex (MSC) with cofactors such as AIMP1 (p43), AIMP2 (p38), and AIMP3 (p18). Recently, there are substantial reports regarding that AARS are related to many disease including cancer, neurological disease, and autoimmune diseases. In this project, using a technology platform based on structural biology, we have studied therapeutically important AARS and their interactions in the cell signaling.
(1) Non-canonical function of AARS and their interactions
o Structure determination of the AARS and their interacting protein by X-ray crystallography or NMR spectroscopy. Subjects include AIMPs and their interaction partners.
o Mechanism of action of secreted AARS (especially KRS)
(2) Structural studies and inhibitor discovery of AIMP2-DX2
o 3D structural study of DX2-RNA
o Structural study of the interactions AIMP2-DX2 with HSP70 and K-ras.
o Mode of action studies for bioactive molecules acting on AIMP2-DX2
(3) BioCon's target-based drug discovery
o Structural study of HRS
o Protein engineering for the stabilization of GRS anti-cancer domain
o Structural study of the interactions GRS with CDH6.
o Mode of action studies for bioactive molecules acting on LRS
o Mode of action studies for EPRS acting on PCBP2
o Structural study of the interaction WRS and MD2.

□ Results
(1) Structure elucidation of MSC subcomplex with AIMP2-DX2 by EM study
(2) Mode of action studies for bioactive molecules acting on KRS - Nature Chemical Biology journal
(3) Identification of laminin receptor binding site of KRS - FEBS Letters journal
(4) Interaction of KRS with laminin receptor for fragment screening – methods journal
(5) Interaction of KRS with syntenin for exosome formation
(6) Structure elucidation of DX2-RNA
(7) NMR signal assignment of AIMP2-DX2
(8) Interaction of AIMP2-DX2 with proteins: K-ras, HSP70, p53
(9) Interaction of AIMP2-DX2 with chemicals : pyrimethamine, #160, 1273, emetine
(10) Protein engineering for the stabilization of GRS anti-cancer domain
(11) Structure elucidation of the interaction of WRS and MD2
(12) Interaction of PCBP2 with EPRS derived peptide

□ Expected Contribution
These studies provides a potential platform aiming to achieve
(1) "World best platform for complex structural studies" which includes exploration of cell-free protein synthesis with cell extract and NMR technology for amino acid specific labeling and reconstitution of multi-complex
(2) The 3D structures of protein-protein interaction in the protein synthesis machinery such as cancer-related AARS proteins to discover a new therapeutic agents with 3D structural information suitable for the drug design.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1. 연구개발 배경 ... 7
• 2. 연구개발의 필요성 ... 10
• 3. 연구목표 ... 12
• 4. 연구개발의 내용 및 범위 ... 12
• 제2장. 연구수행내용 및 성과 ... 13
• 제3장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 77
• 1. 목표 ... 77
• 2. 목표 달성여부 ... 77
• 3. 관련분야 기여도 ... 78
• 4. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 78
• 제4장. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 79
• 1. 연구개발성과의 활용방안 ... 79
• 2. 연구개발성과의 기대효과 ... 79
• 제5장. 연구개발성과의 보안등급 ... 82
• 제6장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 83
• 제7장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 84
• 1. 기술적 위험 요소 분석 ... 84
• 2. 안전 관리 대책 ... 85
• 제8장. 연구개발과제의 대표 연구 실적 ... 87
• 제9장. 기타 사항 ... 88
• 1. 생체내 단백질의 상호작용 네트워크 분석 기술 ... 89
• 2. 단백질체 구조 및 기능해석 기술 ... 90
• 3. 구조기반 신약발굴 기술 ... 90
• 제10장. 참고문헌 ... 91
• 끝페이지 ... 92