세포의 redox는 유전자 발현과 신호전달 경로상에 존재하는 단백질의 cystein의 \( \mathrm{CH}_{2}-\mathrm{SH} \)을 변형시키는 ROS (reactive oxygen species)의 활성과 연관성이 크다. ROS가 생체에 산화적 손상을 유발하고 생리학적으로 ROS는 신호전달, 전사조절, 세포사와 같은 작용한다.
<h1>고 찰</h1><p>세포의 redox 상태는 유전자 발현과 신호전달 경로상에 존재하는 단백질의 cystein의 \( \mathrm{CH}_{2}-\mathrm{SH} \)을 변형시키는 ROS (reactive oxygen species)의 활성과 연관성이 매우 크다. ROS는 mitochondria의 산화적 인산화 반응의 부산물로 생성되는데, 그 종류로는 superoxide \((\mathrm{O}_{2}^-) \), hydrogen peroxide \( \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}\right) \), hydroxyl radical \( (\mathrm{OH} \cdot) \) 등이 있다. 생성된 ROS는 세포 내단백질 및 유전자에 산화반응을 일으키는 산화스트레스 반응을 유도할 뿐만 아니라, 나아가 세포노화 및 사멸, stroke, heart attack, acute inflammation 등과 같은 다양한 병리현상에 관여하는 것으로 알려져 있다. 고농도의 ROS는 세포에 독성으로 작용하며, 세포내 구성성분-단백질, 지질, 핵산에 비가역적 산화척 손상을 초래한다.</p><p>그러나 최근 ROS가 단순히 생체구조에 산화적 손상을 유발할 뿐만 아니라, 생리학적으로 낮은 농도의 ROS는 세포내 신호전달, 전사조절, 세포사와 같은 과정에 중요하게 작용함이 밝혀졌다. 낮은 농도의 ROS는 정상 세포 가능의 integral component를 형성하며, 대사과정과 nuclear factor \(\kappa\)B (NF \(\kappa\)B), activator protein (AP-1)을 활성시키는 신호전달에서 필수적인 second messenger로 작용하며, 세포성장과 분화, 감염, 면역반응에서 유전자 발현을 조절하는 것으로 밝혀지고 있다. 세포 내 신호전달과 유전자 발현 조절에 관여하는 몇몇 분자들은 산화적 손상을 일으카는 정도보다 낮은 농도의 ROS에 의해서도 민감하게 조절된다. 따라서 현재 많은 분자생물학적 연구부분에서 산화환원 상태의 감지기에 대해 초점이 맞춰지고 있다. 이러한 산화환원 감지 특성은 이들 단백질 cysteine 잔기의 \( \mathrm{CH}_{2}-\mathrm{SH} \) group에서의 전자흐름으로 설명된다. 산화제에 의한 protein disulfide bond 형성은 단백질의 불안정화를 초래하고 hydrophobic domain의 노출을 초래한다. 세포내 단백질의 thiol group은 산화에 대해 강력한 buffer 역할을 하는데, 이것은 높은 농도의 glutathione, thioredoxin 등이 세포내부가 환원적 환경으로 유지되도록 하는 것으로부터 생각될 수 있으며, 높은 thiol-disulfide oxidation potentials를 가진 protein thiol group만이 redox에 민감한 것으로 알려져 있다.</p><p>또한 thioredoxin에 의해서 REF-1의 활성이 조절된다는 보고에 비추어 Redox regulator로 알려져 있으며 angiogenesis 관련 전사인자들의 DNA binding activity를 높이는 것으로 알려진 Ref-1과 thioredoxin이 상호작용함은 angiogenesis가 세포내 redox state에 영향을 받고 있음을 시사한다. 이러한 산화환원 상태를 조절하는 유전자와 세포의 산화환원 상태에 따라 활성이 조절되는 단백질의 유전자에 대한 연구는 산화 스트레스에 대한 생체 방어기작을 연구하는데 기초 자료를 제공할 뿐만 아니라, 산화 스트레스로 인한 질병의 원인 규명 및 치료 등에도 크게 도움이 될 것이다.</p><h1>요 약</h1><p>본 연구는 redox regulator로 알려진 Ref-1 (Redox factor-1)과 결합하는 새로운 단백질을 protein-protein interaction의 원리를 이용한 방법인 yeast two-hybrid assay로 검색, 동정하고, 검색된 단백질의 in vitro, in vivo 기능을 규명하는 데 그 목적을 두고, mouse 11-day Embryo cDNA library를 prey로, full length REF-1 을 bait로 하여 yeast strain 인 HF7C에 cotransformatiom시킨 후 histidine, leucine, tryptophan이 결핍된 SD plate에서 키워 자란 yeast transformants를 \( \beta \)-galactosid-aseassay하여 screening하여 분리한 세 개의 clone 중 한 clone이 DNA sequencing으로 확인한 결과 mouse thioredoxin임을 확인하였다.</p>