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Association and phosphorylation of deoxyhypusine sunthase by protein kinase C and CK2 in vivo 원문보기

  • 저자

    임동권

  • 학위수여기관

    경상대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    Department of medicine

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    ix, 60장

  • 키워드

    Deoxyhypusine synthase CK2 진핵세포 elF-5A;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10060210&outLink=K  

  • 초록

    진핵세포의 단백질 합성과정에 관여하는 개시인자중의 하나인 eukaryotic initiation factor 5A (eIF-5A)는 두 단계의 효소반응을 거치면서 비로소 활성화된 형태의 합성인자가 된다. Deoxyhypusine synthase는 이 반응의 첫 단계에 작용하는 효소로써 polyamine spermidine의 4-aminobutyl moiety를 eIF-5A 전구체 단백질(lysine가짐)로 이동시켜 deoxyhypusine (변형된 lysine)을 가진 중간매개체 형태의 eIF-5A로 전환시키는 반응을 촉매한다. 곧 이어 deoxyhypusine hydroxylase가 이 중간매개체를 hydroxylation시킴으로써 hypusine [N^(E´)(-(4-amino-2-hydroxybutyl)lysine]을 가지고 있는 완성된 형태의 eIF-5A가 생성된다. eIF-5A는 진핵세포의 성장과 증식에 필수 불가결한 인자이며, hypusine은 이 eIF-5A가 활성을 띄기 위해 꼭 필요한 특이 아미노산 잔기이다. 이러한 eIF-5A의 중요성에도 불구하고 eIF-5A의 정확한 세포 내 기능과 조절양상은 아직 밝혀지지 않고 있는 상태이다. eIF-5A는 hypusination과 phosphorylation(인산화)이라는 두 종류의 번역 후 수식과정(posttranslational modification)을 거치는데, 활성에 영향을 미치는 것은 근본적으로 비가역적인 hypusination이다. 그러나, 이 인자의 세포 내 조절을 위해서는 가역적인 변형반응이 필요하고, hypusination 반응에 관여하는 첫번째 효소인 deoxyhypusine synthase는 이러한 목적에 가장 합당한 표적이 되는 단백질이다. 단백질의 인산화 반응은 세포에서 널리 사용되는 가장 중요한 가역적 조절기전 중의 하나이다. Deoxyhypusine synthase는 motif search 결과, Ser/Thr kinase인 protein kinase C(PKC) 및 CK2에 대해 예상되는 인산화 자리를 가지고 있음이 확인되었다. 최근에 Kang 등은 deoxyhypusine synthase가 PKC에 의해 in vitro에서 인산화 됨을 확인하였다 (Kang and Chung, 1999). 이에 근거하여 본 연구자는 in vivo에서 deoxyhypusine synthase의 인산화 조절에 관한 연구를 수행하고자 하였다. Deoxyhypusine synthase는 Chinese hamster ovary (CHO) 및 NIH3T3 세포 주, 그리고 닭의 배아세포에 존재하는 endogenous kinase에 의해 인산화됨이 밝혀졌다. 더욱이 아무 처리도 하지 않은 CHO 세포 주에서 deoxyhypusine synthase의 인산화가 확인되었고, 이 인산화 정도는 PKC 저해제인 DAEG를 처리할 때 현저히 줄어들었으며, PKC 활성촉진제인 PMA 및 Ca^(2+)/DAG를 반응시키면 확실하게 증가하는 양상을 보여주었다. 이 사실은 deoxyhypusine synthase의 인산화 반응에 PKC가 관여함을 나타내고 있다. 또한 CHO 세포 주에서 PKC가 deoxyhypusine synthase와 밀접하게 상호 작용함을 immune coprecipitation 방법으로 증명하였다. 한편, deoxyhypusine synthase를 또 다른 Ser/Thr kinase인 CK2와 관련된 인산화 연구에 접목시켰다. 그 결과, CK2가 in vitro 뿐 만 아니라 in vivo에서 deoxyhypusine synthase를 인산화 시킴이 확인되었다. HeLa 세포 주 내에 존재하는 endogenous kinase에 의해 deoxyhypusine synthase가 인산화 됨은 물론이고, 다양한 CK2 effector에 의해 인산화 정도가 조절된다는 사실도 동시에 확인할 수 있었다. 즉, polylysine에 의해서는 농도에 비례하여 인산화 정도가 현저하게 증가하였고 polyanionic heparin 및 poly (Glu, Tyr) 4:1에 의해서는 인산화 정도가 감소함을 알 수 있었으며, 이는 deoxyhypusine synthase의 인산화 반응에 CK2가 관여함을 강하게 뒷받침하고 있는 사실이다. 인산화 된 deoxyhypusine synthase를 phosphoamino acid 분석을 해 본 결과 약 60% 정도가 Thr기에 인산화 되고, 나머지 인산기는 거의 모두 Ser기에 부착됨을 알 수 있었다. 그러나 deoxyhypusine synthase의 활성도와 인산화 반응 사이에는 직접적인 연관성을 찾을 수 없었다. 이상의 결과로 추정컨대, deoxy-hypusine synthase의 인산화는 PKC 및 CK2에 의존적인 세포 내 주요 반응이며, hypusine 생합성을 위한 eIF-5A와의 상호작용에서 적절한 조절작용을 위한 근간을 이루는 기전인 것으로 생각된다.


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