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| 비전형적 심장전사조절인자인 Homeodomain only protein, HOP 단백질 기능 연구 |
| 전남대학교 의과대학 유전자제어 의과학 연구센터¹ , 전남대학교 병원 순환기내과² , 광주광역시 501-746, Molecular Cardiology Research Center, University of Pennsylvania, Philadelphia, USA³ , University of Sydney, Australia⁴ |
| 기해진¹, 박혜영¹ , 엄광현¹ , 정진영¹ , 정성지¹ , 김용숙² , 안영근² , 정명호² , Joel Mackay⁴, 백영홍¹ , 김경근¹ , Jonathan A. Epstein³, 국현¹ |
Homeodomain only protein (HOP)는 아미노산 73개로 크기가 작으며 homeodomain만을 지닌 단백질으로서 초기 심장발생단계에서 발현되고 심근세포의 태생기 및 생후 발달에 중요하며 serum-response factor (SRF)의존성 전사보조인자의 기능을 억제한다 (Chen 등, Cell. 110: 713-723, 2002). 또한 태생 후 심장에 HOP을 과발현 시킨 경우 histone deacetylase (HDAC)가 매개하여 심장비대증을 유발함이 보고되었다 (Kook 등, J Clin Invest 112: 863-872, 2003). 본 연구에서는 이 HOP단백질이 전사인자로서 심장 특이적 유전자에 어떠한 영향을 미치는지 관찰해 보고자 하였다.
구조분석은 NMR 회절구조분석과 circular dichroism을 실시하였고 site-directed mutagenesis와 random mutagenesis kit를 이용하여 mutant HOP을 제조하였으며 면역화학염색, 면역침강, transfection assay 및 HDAC 활성도 측정 등을 시행하였다.
NMR 회절구조분석 결과 HOP은 세 개의 helix를 가진 구조를 이루었다. Myocardin에 의한 SRF의 smooth muscle 22alpha transactivation증강작용은 HOP의 transfection으로 억제되었다. 이러한 억제는 HOP단백질의 11-16번째 아미노산 (N-termimal mutant, EDQVEI을 RHAARA로 치환), 중간부위의 second helix (middle mutant, LIAAE를 AAASM으로 치환), 62-68번째 아미노산 (C-terminal mutant, EGLPSEC를 RAAARA로 치환)이 변조되었을 때 소실되었다. HOP은 HDAC를 recruit를 하는데 이러한 기능은 N-terminal과 middle mutant에서만 소실되었다. N-termimal mutant에서는 HOP의 localization이 핵이 아니라 세포질로 재배치되었다. HOP은 SRF와 결합하였고 middle mutant에서 결합이 소실되었으며 SRF에서는 MADS box가 결합에 관여하였다. Middle mutant변조 단백질은 circular dichroism분석 결과 wild type과 비슷한 정도의 helical structure를 갖고 있었다.
이상의 성적으로부터 HOP은 세 개의 helix로 이루어진 HLH구조를 이루고 있고 HOP이 HDAC을 recruit하여 SRF의 기능을 억제하는 데에는 핵 내부에 존재해야 하며 second helix부위가 SRF의 전사조절기능을 억제하는데 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.
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