포유동물세포는 신호전달기전들을 가지고 있어 외부환경, 세포의 변화, 외부 신호를 인식하고 반응할 수 있다. Akt/PKB kinase는 N-terminal에 pleckstrin homolgy(PH) domain을 가지고 있어 PI \( 3 \mathrm{~K} \) lipid products에 의해 운반되는 주요 단백질 중 하나라는 것이 Hemmings 그룹의 연구에 의해 밝혀졌다.이로인해 Akt/PKB kinase 의 활성화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 본 연구에서도 Akt/PKB kinase 의 활성화를 위한 새로운 제안으로 동물세포에서의 발현이 아닌 대장균에서 직접 Akt/PKB kinase 발현시키는 연구를 실시하였다.
<h1>서 론</h1> <p>포유동물세포는 외부환경, 세포의 변화, 외부 신호를 인식하고 이에 대응하여 반응하기 위해 진화학적으로 보존된 여러 신호전달기전들을 가지고 있다. Hemmings 그룹에 의해 세포생존을 위한 신호전달과정에 Akt/PKB protein kinase가 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀진 이후, 이의 활성화 조절 기작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 단순히 하나의 발암유전자로 발견된 Akt/PKB kinase는 해당 유전자의 염기서열과 단백질 서열의 분석으로, 새로운 phosphatidylinositol 3 kinase \( (\mathrm{PI} 3 \mathrm{~K}) \) 의 major effector protein이라는 사실이 밝혀젔다. 이 효소에는 N-terminal에 pleckstrin homolgy(PH) domain이 존재하며, \( \mathrm{PH} \) 도메인의 존재로 이 효소가 PI \( 3 \mathrm{~K} \) lipid products에 의해 세포막에 운반되는 단백질 중의 하나로 밝혀지게 된 것이다.</p> <p>세포내의 신호전달 체계는 생체를 유지하는데 가장 핵심적인 세포의 생사 및 항상성 등에 필요한 조절을 담당하고 있으며, 이를 조절할 수 있는 조절물질의 개발은 학문적으로나 산업적으로 중요하다. 이의 중요성을 인식하여 신호전달 조절물질을 선별하기 위한 연구가 진행된 바 있으나 큰 성과를 얻지 못하였다. 그 주요 원인은 신호전달의 주요 messenger인 인산화 분석 방법이 너무 어렵고, 고 비용을 필요로 하며, 시간이 많이 걸리는 어려움을 지적할 수 있다. Akt/PKB kinase의 겅우 cell signaling의 상부에 위치하고 있는 kinase로서 XXRXRXXS/TXX(X: hydrophobic amino acid) 서열에 대한 특이적인 인산화를 통하여 세포의 생존과 관련된 signal을 관장하고 있다. 이러한 인산화의 표적 단백질 중에는 세포의 암화에 필수적인 telomerase를 포함하여, 당대사에 관련된 조절 유전자, 세포사를 유도하는 조절유전자들이 포함되어 있다. 따라서 Akt/PKB kinase의 활성을 억제하는 저해제를 개발할 경우 세포 내 신호전달체게에 대한 연구용으로 매우 유용하게 작용할 것이며, 항암제 등 다양한 의약품 개발이 가능할 것이다. 이외에도, Akt/PKB kinase가 당뇨병, 노인성 치매 등과도 연관이 있다는 보고들을 염두에 둔다면, Akt/PKB-kinase inhibitor의 의약품으로서의 개발 가능성이 많음을 시사해 주고 있다. 지금까지 Akt kinase assay에 사용하는 Akt kinase 단백질은 모두 동물세포에서 생산하였으머, 결과적으로 상당한 비용을 요구하고 있다. 최근에는 이러한 Akt/PKB kinase를 대체할 수 있는 방선균 유래의 kinase를 이용하여 인산화를 실시하고, 이러한 시스템을 이용하여 Akt/PKB kinase 저해제를 성공적으로 발굴한 예도 있다. 이러한 Akt/PKB kinase의 중요성을 감안하여, 본 연구에서는 Akt kinase assay에 직접 사용할 수 있는 Akt/PKB kinase를 확보하기 위해, \( \mathrm{Akt} / \mathrm{PKB} \) kinase를 동물세포가 아닌 대장균에서 직접 발현시키고 활성화시키는 연구를 실시하였다.</p>