초록 ▼

□ 연구개요
○ 미토콘드리아 표적서열(mitochondrial N-terminal targeting sequence; MTS)은 대부분 15-50개의 아미노산으로 구성되어 있고 양전하를 띠며, 다른 세포소기관(조면소포체, 핵, 퍼옥시좀)으로 전달되는 단백질의 표적서열과 달리 amphipathic α-helix 구조로 되어 있음
○ MTS의 구조는 amphipathic α-helical 항균펩타이드(AMP)와 매우 유사한 구조를 가짐으로써, MTS 또한 높은 항균활성을 나타낼 것으로 최초로 가설을 설정함
○ 지금까지

□ 연구개요
○ 미토콘드리아 표적서열(mitochondrial N-terminal targeting sequence; MTS)은 대부분 15-50개의 아미노산으로 구성되어 있고 양전하를 띠며, 다른 세포소기관(조면소포체, 핵, 퍼옥시좀)으로 전달되는 단백질의 표적서열과 달리 amphipathic α-helix 구조로 되어 있음
○ MTS의 구조는 amphipathic α-helical 항균펩타이드(AMP)와 매우 유사한 구조를 가짐으로써, MTS 또한 높은 항균활성을 나타낼 것으로 최초로 가설을 설정함
○ 지금까지 보고된 3,000여종의 AMP 중 극히 일부(약 18종)만 암세포를 특이적으로 표적화하여 사멸하나 정상 세포주에도 매우 높은 독성을 나타냄
○ MTS는 기 발굴된 AMP와 유사하게 높은 항암활성을 가지는 한편, 정상세포에는 독성을 거의 나타내지 않고 암세포에만 특이적으로 사멸을 유도할 가능성이 매우 높아 새로운 개념의 항균·항암치료제로써의 개발이 가능할 것으로 판단되어 본 연구를 수행함

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 인간 포함한 7종의 모델 생물종으로부터 총 2,939종의 미토콘드리아 단백질 대량 발굴하였음
○ 대량 발굴한 2,939종의 미토콘드리아 단백질의 아미노산 서열로부터 MTS을 각각 분리하고, 이 중 50% 이상의 확률(probability)로써 MTS의 고유 구조(amphipathic α-helical)를 나타내는 574종을 선발하여 데이터베이스를 구축하였음
○ 574종의 MTS에 대하여 net charge, peptides helical wheel, 3차 구조를 분석하였음
○ 선발 574종 MTS 중 아미노산 20개 이하, net charge +2.0 이상, 2차 및 3차 구조분석 결과 뚜렷한 amphipathic α-helical 구조를 나타내는 26종에 대해 항균활성을 분석하고, 그 중 가장 높은 항균활성을 나타내는 인간 유래 MTERF2(hMTERF2-ts)에 대하여 항암활성을 분석하였음
○ 최종 선발한 hMTERF2-ts와 대조 항균펩타이드인 melittin과의 항균 및 항암활성을 비교 평가하는 한편, 단백질가수분해효소 저항성, 세포독성, 용혈독성, 온도 및 pH 안정성 등 물리·화학적 안정성을 비교 평가하였음
○ hMTERF2-ts에 형광(FITC) 표지 후 암세포막과 특이 상호작용 분석하고, necrosis, apoptosis 및 autophage 관련 항체를 이용하여 세포사멸 기전을 구명 하였음
○ hMTERF2-ts 농도 및 시간별 처리에 의한 차별화발현 유전자의 전사체 발현 분석을 통해 과발현 및 억제 발현 유전자를 대량발굴하고, necrosis, apoptosis 및 autophage 유전자 발현 빈도 분석에 의한 암세포 사멸기전을 분석하였음
○ 췌장암 동물 종양모델을 구축하여 hMTERF2-ts와 대조군(PBS, 항암제 cisplatin)과의 체중 증감, 종양 부피 및 중량, 종양성장 억제율 등을 비교 분석하였음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 인간 유래 미토콘드리아 표적서열의 항균/항암펩타이드 개발기술을 바탕으로 다양한 생명체 유래 미토콘드리아 표적서열의 발굴과 항균/항암 활성 평가가 가능함
○ 항생제 내성을 가지는 슈퍼박테리아의 문제 해결을 통한 보건의료에 대한 공포를 상쇄하고 저비용 고효율의 항균펩타이드 기반 항생제 개발로 보건의료 복지에 기여
○ 막대한 로열티를 제공하는 기존 항생제 및 항암제 대체 한국형 항균 및 항암물질 개발에 의한 의료분야의 국가 경쟁력 강화
○ 바이오 의료분야에 대한 관심도 증가와 투자 확대에 따른 바이오 의료산업의 활성화

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1. MTS의 대량발굴 ... 5
• 2. MTS의 아미노산 조성 및 2차 및 3차 구조 분석 ... 5
• 3. 항균활성 분석 ... 5
• 4. 물리·화학적 안정성 분석 ... 5
• 5. 적혈구 용혈활성 분석 ... 5
• 6. Flow cytometry 분석 ... 6
• 7. 암세포막 지질과의 결합분석 ... 6
• 8. Western Blot 분석 ... 6
• 9. RNA-seq 분석 ... 6
• 10. 동물실험 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 가. 연구개발 결과의 활용방안 ... 13
• 나. 기대성과 및 파급효과 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 22