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Genetic mutation in the human 3-phosphoglycerate dehydrogenase gene in Korean patients with mental retardation : 한국인 정신지체환자에 있어서 3-phosphoglycerate dehydrogenase 유전자의 mutation에 관한 연구 원문보기

  • 저자

    이자영

  • 학위수여기관

    The Graduate School of Kyungpook National University

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    Department of Microbiology, major in Microbiology

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    ii, 25p.

  • 키워드

    Microbiology 3-phosphoglycerate dehydrogenase 정신지체환자;

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10045566&outLink=K  

  • 초록

    L-Serine은 생체 내에서 단백질합성에 필요한 아미노산으로서, glycine, cysteine, sphingomyeline, cerebrosides, D-serine의 생합성에도 이용된다. 또한 purine, thymidine같은 nucleotide같은 전구체의 생합성에도 이용되어 세포의 분열, 증식에 필수적으로 요구되는 아미노산이다. 또한 immunoglobulin이나 antibody의 생산에도 이용되고 glycine과 함께 neurotrophic factor로 작용하여 neuron의 survival 및 development의 촉진에도 영향을 미친다. 그러나 L-serine은 음식물을 통해 공급될 수 있기 때문에 영양학적으로 필수 아미노산으로 분류되지 않는다. 또한 phosphorylated pathway와 nonphospholylated pathway를 통해 직접 형성될 수도 있다. 일반적으로 건강한 사람의 경우 뇌, 간, 신장, pancreas의 네 기관에서 phosphorylated pathway를 통해 endogenous L-serine을 합성한다. 특히 뇌에서는 L-serine의 공급이 매우 중요한데, NMDA receptor의 coagonist로 작용하는 L-Serine이 serine racemase에 의해 D-Serine으로 변환되어 이용된다. 그러나 이때 central nervous system(CNS)로의 L-serine의 delivery가 blood-brain barrier에 방해를 받게 된다. 이에 만일 phosphorylated pathway에 이상이 생겨 L-serine 생합성 대사에 문제가 생길 경우 뇌에 심각한 손상을 초래하게 된다. 여러 연구들을 통해서 L-serine 생합성 대사의 선천성 defect가 소아의 심각한 정신지체 장애 및 발육부진을 초래한다는 사실이 밝혀졌다. L-serine의 생합성 과정을 보면 glucose의 해당과정 중 형성되는 3-phosphoglycerate로부터 시작되어 세 가지 효소의 연속적인 작용에 의해 이루어진다 (Snell, 1986). 첫 단계의 효소인 3-phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH: EC 3.1.3.3)는 3-phosphoglycerate를 3-phosphohydroxy pyruvate로 산화시키며, 두 번째 phosphoserine aminotransferase (PSAT:EC 2.6.1.52)는 3-phosphohydroxy pyruvate를 phosphoserine으로 촉매한다. 세 번째 효소인 phosphoserine phosphatase (PSP: EC 3.1.3.3)는 phosphoserine을 dephosphorylation시켜 L-serine을 생성한다. 이중에서 우리가 주목한 효소가 첫 번째 단계에 작용하는 3-phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH)이다. 3-PGDH는 533개의 아미노산으로 구성되어 56.8 Kda의 크기를 가지며 그 위치는 1p12로 알려져 있다 (Baek et al.2000) 이 효소에 이상이 있을 경우 간질, 정신지체, 선천성 왜소뇌증 등 주로 뇌와 관련된 질환이 야기되는 것으로 이미 보고 된 바 있다 (Jaeken, J. et al.1996). 이에 우리는 정상인과 정신지체 환자들의 혈액을 체취해서 이들의 PHGDH Sequencing을 통해 point mutation, deletion, amber mutation 등을 확인해 보았다. 현재 정상인 10명 정도와 20명 정도의 환자들의 Sequencing이 끝난 상태인데 여러 종류의 mutation이 확인되었다. 이렇게 전체 sequencing이 수행된 정상인과 환자샘플들의 enzyme activity를 측정해보기 위해서 GST-fusion vector system인 pGEX-2T에 E. coli system을 이용해 transformation시키고, IPTG induction을 통해 protein의 발현양상을 알아보았다. 이에 이미 예상했던 82.8 kDa 정도에 protein의 발현을 확인할 수 있었고, 이들 샘플을 western blot analysis를 통해 다시 한 번 확인하였다. 정확한 mutation에 의한 PHGDH enzyme activity의 확인을 위해서 더 많은 양의 soluble form protein을 얻기 위한 실험이 진행 중이며 이를 토대로 enzyme activity의 측정을 시행할 예정이다.


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