| 초록 |
Helicobacter pylori는 위점막과 접촉하여, 위암등 여러 가지 질병을 일으킴. 위상피세포와 H. pylori의 접촉은, 균의 T4SS pili의 Cag 단백질들을 통하여 이루어지며 신약개발의 타겟임. 본 연구는 H. pylori의 Cag 단백질을 통한 타겟세포와의 접촉의 기작을 분자수준에서 이해하기 위하여, 다음의 세가지 목표를 가지고 연구를 수행 하였음. 1. 한국형 H. pylori 균의 CagL 유전자의 확보와 과발현 시스템의 구축 한국의 위암 및 위장관감염 환자로부터 분리된 한국형 H. pylori 균주인 K74에서 CagL 유전자를 PCR로 성공적으로 분리 및 클로닝 하였음. 이 유전자의 단백질의 삼차구조분석을 위하여 과발현 시스템을 성공적으로 구축 하였음. 이 발현 시스템은 전세계적으로 CagL 단백질의 생화학 및 생물학적 성상의 연구에 가장 큰 걸림돌인 발현시 불용성화 문제를 해결하였고, 이로써 구조분석을 쉽고 가능하게 하였고, 다른 연구집단에 응용할 수 있는 학문적 기여를 하였음. 2. CagL 단백질의 결정화와 X-ray 삼차원 구조 규명 위 CagL 유전자 확보와 불가능 하였던 단백질 불용성 분제를 해결하는 성과로 인하여, 구조 분석에 필수불가결한 과량의 단백질을 분리 정제 수 있었음 (~20-30 mg/ 10L). 포괄적인 단백질 결정조건의 스크리닝에 이은 결정의 질의 향상을 통하여 양질의 한국형 H. pylori 균주인 K74에서 CagL단백질 결정의 X-ray 회절 데이터를 획득 하였음. 이를 통하여, ~2.9Å 의 CagL단백질의 삼차원 구조와 그 생물리학적 연구를 수행 하여 해외 저널에 2015년에 보고 하였음 (성과 참조). 3. CagL 단백질과 integrin 및 CagI 와의 결합의 생물리학 및 세포생물학적 연구 H. pylori 균의 다양성을 떠나, 기본적으로 이 박테리아는 병원성을 나타내기 위하여 타겟 세포인 위상피 세포와의 접촉을 필요로 함. 이를 위하여 T4SS pili를 이용하는데, 이때 타겟 세포의 막단백질인 인테그린과 결합하는 단백질이 CagL이며, CagL의 인테그린과의 결합을 돕는 단백질이 CagI 및 CagD등이 있음. 궁극적인 이 연구의 목표인 H. pylori 균의 위상피세포와의 결합을 억제하는 물질의 개발을 위하여 필수불가결한 연구가 CagL-Integrin과의 결합복합체의 구조규명이다. 이를위하여, 전술한 바와 같이, 이 분야의 가장 큰 걸림돌인 CagL의 불용성화를 해결하였으나, 두 번째 결림돌인 Integrin-aVb5의 과발현 시스템의 구축과 그 순수분리 동정임. 하지만, 인테그린단백질은 막단백질이며, 박테리아의 과발현 시스템으로는 발현이 불가능 함. 이를 해결하기 위하여, 막단백질의 막통과부분을 제거하고 aVb5의 두서브유닛을 활성화 상태로 얻을수 있는 진핵세포발현시스템(CHO cell)을 위한 플라스미드를 제작 확보 하였음. 이어서, CHO cell에서의 과발현 시스템을 확보하기 위하여 본교의 생화학 교실과 공동연구를 제의 하여 시도해 보았으나, 본 과제의 제한된 연구비로는 막대한 재료비와 장비가 들어가는 진핵세포과발현 시스템을 확립하는데 시간적, 물질적인 뒷받침이 미비하여 현재 보류중임. 그러나, small scale로 실험을 하여 Western blot으로 aVb5 복합체의 발현 및 culture media로의 secretion을 확인 하였음. 만약, 충분한 연구비의 지원이 있다면 계속 수행할 예정임. 위 세가지 목표중에 두가지를 완전히 달성 하였고, 세 번째 목표는 연구방법 및 시스템의 확립에 전환을 가져와야 하는 문제점 때문에 부분적으로 달성 하였음. 이와 더불어, 연구 기간동안 현재까지 총 6평의 논문에 이 연구비를 사사하였음. (출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 4p) |
