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암화과정에서의 비정상적 당질화의 생물학적 구명과 그 의의

생화학분자생물학뉴스 2011년 31권 4호 p.34 ~ 40
강정구, 김용삼, 고정헌,
소속 상세정보
강정구 ( Kang Jeong-Gu ) - 한국생명공학연구원 전략사업본부 FHCRC공동연구센터
김용삼 ( Kim Yong-Sam ) - 한국생명공학연구원 전략사업본부 FHCRC공동연구센터
고정헌 ( Ko Jeong-Heon ) - 한국생명공학연구원 전략사업본부 FHCRC공동연구센터

Abstract

암의 전개과정에서 당단백질의 당질변화가 수반된다는 가설은 다양한 연구를 통해 입증되었다. 이와 같은 맥락으로 당전이효소 GnT-V에 의해 변형되는 TIMP-1, PTPk 그리고 갈렉틴-3 결합 단백질에 대한 연구는 암의 전개과정에 있어 당단백질의 질적 변화가 밀접한 연관성을 가짐을 시사한다. TIMP-1의 경우 잘 알려진 MMP의 저해제로서 정상적일 때는 MMP와 결합하여 MMP의 활성을 잘 제어하나 암이 전개되면서 TIMP-1의 당질에 변형이 오게 되고 구조적으로 더 커지면서 MMP를 저해하지 못하므로 이
TIMP-1에서 놓여난 MMP가 자유롭게 외부의 메트릭스를부숨으로 인해 악성 암세포가 빠르게 성장해 나갈 수 있는 환경을 제공한다고 볼 수 있다. 이는 지금까지 수많은 논문이 단백질 TIMP-1의 양적 변화에 초점을 두고 그 증감에 따라 모순되는 연구결과를 보여 온 사실을 당의 질적변화를 통해 잘 설명해준 사례라 하겠다. PTPk 또한 정상적일 때는 세포간의 단선결합에 관여하여 세포와 세포가 잘 접착을 이루게 하는 반면 암이 발생하고 전이가 일어나면서 세포의 신호를 받아 GnT-V의 발현이 늘게 되고 그때 ‘비정상적 당질화’가 일어나 ectodomain이 잘려나감으로 인해 세포간의 접착이 줄어 세포의 이동성이 커지고 (migration) 궁극적으로 침윤(invasion)의 단계를 수행하는 과정을 거치게 됨을 추측할 수 있다. 또한 이 떨어져 나감에는 당전이효소 GnT-V에 의해 증가된 갈락토스와 이를 인지하는 갈렉틴-3, 그리고 그 결합단백질 간의 균형이 중요한 요소임도 확인하였다. 단백질의 양적 변화를 본다면 이를 과발현시키거나 siRNA를 이용하여 발현을 억제하면 쉽게 그 관계를 확인해 낼 수 있지만, 당단백질에 부가된 당질의 경우에는 MALDI-TOF 등의 고가장비를 이용한 당의 구체적 당질 분석 뿐 만 아니라 당질 유무에 따를 생리활성을 조사해야 하는 등, 연구과정에서의 어려움을 수반하고 있다. 특히 당질 구조의 분석은 세계적으로도 아직 명확한 프로토콜이 정립되어있지 않았고, 많은 양의 시료 확보와 새로운 질량분석기법의 도입 필요성 등 많은 과제가 산적해 있는 분야이기도 하다. 전편에서는 암의 전개과정에서 당질변이가 어떻게 암바이오마커 로 활용 될 수 있는 지에 대한 배경을 설명하였다면 이번 리뷰에서는 구체적으로 그러한 당질변화가 어떻게 생리활성을 조절하여 암의 전개에 기여하는 지를 설명하였다. 이어지는 리뷰에서는 EMT(상피-간엽 전이), 부유상태에서 암세포가 세포가 사멸(anoikis)하지 않는 현상을 초기단계의 당생물학 연구를 모아 설명해 보려한다.

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