최근 많은 보고에 의하면 세포 내 다양한 현상들이 세포 내의 reduction-oxidation (redox) state에 의해 조절되고 있음이 밝혀지고 있으며, 세포의 redox 상태는 신호전달 그리고 유전자 발현과 직접적으로 관계하며, Ref-1과 결합하여 angiogenesis를 조절하는 미지의 단백질들을 검출하고 이들 새로운 단백질들의 기능을 밝히는 작업이 redox state에 의해 조절되는 유전자의 연구에 많은 도움이 될 것으로 판단되었으며,R EF-1의 full length cDNA 를 yeast two-hybrid system의 bait로 사용하여 Ref- 1과 상호 작용하는 새로운 redox인자를 검출하고자한다.
<p>최근의 많은 보고들에 의하면 세포의 증식, 분화, 유전자 발현, 세포사 등 세포 내 다양한 현상들이 세포 내의 reduction-oxidation (redox) state에 의해 조절되고 있음이 밝혀지고 있다. 세포의 redox 상태는 신호전달 그리고 유전자 발현과 직접적으로 관계하고 있으며, 유전자 발현과 신호전달 경로에 존재하는 단백질의 cystein의 \( \mathrm{CH}_{2}-\mathrm{SH} \)을 변형시키는 reactive oxygen species (ROS)의 활성과 연관성이 매우 크다. ROS는 미토콘드리아의 ATP 생산으로부터 생성된 부산물로서 superoxide anion \( \left(\mathrm{O}_{2}^- \right), \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}\), hydroxyl radical\( (\mathrm{OH}^-) \)와 같은 것들이 여기에 해당한다.</p><p>세포는 ROS의 양적증가에 대항하여 세포의 redox 상태를 유지하는데 필요한 몇가지의 anti-oxidizing 혹은 reducingsystem을 가지고 있다. 즉 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)는 catalase에 의해 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \)로 변환될 수 있으며, 모든 진핵세포에 존재하는 major cellular reducdant인 glutathione (GSH)은 GSH peroxidase의 작용을 받아 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)나 다른 종류의 peroxidase를 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \)로 환원시킬 수 있다. 또한 conserved active site sequence에 redox-active disulphide/dithiol을 가진 small multifunctional protein인 thioredoxin (TRX)은 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)를 포함한 ROS를 환원시킬 수 있는 능력을 가지고 있다. TRX는 redox protein인 REF-1을 통해 AP-1 heterodimer (Fos/Jun) 를 활성화시킨다. 또한 p53 의존적인 p21의 발현이 TRX-REF-1 cascade에 의해 활성화되며, p53은 DNA 손상을 회복시키기 위한 시간을 세포에 제공하기 위해 G1 arrest를 유도한다. TRX는 oxidative stress로 인하여 생성되어 핵내로 이동된 후 REF-1과 결합하여 p53의 기능을 자극한다고 생각되고 있다. 이는 REF-1이 p53의 activator로서 분리되었고, in vivo에서 p53을 transactivation함이 관찰되었다는 보고와 REF-1의 주된 역할이 redox mechanism을 통한 p53 활성화에 있으며, 이는 p53과 REF-1이 직접적으로 결합하여 이루어진다고 한 보고에 의해서도 뒷받침된다.</p><p>TRX와의 관계에서 상기한 바와 같이 Ref- 1은 원래 apurinic/apyrimidinic endonuclease activity를 나타내는 DNA 회복 효소이다. Ref-1은 ubiquitous한 핵단백질로 activator protein-1 (AP-1)의 activator로 분리되었다. Ref-1은 FOS와 Jun에 있는 cystein 잔기를 환원함에 의해 AP-1의 DNA binding activity를 활성화시킨다. Ref-1은 DNA repair activity와 nuclear redox activity를 모두 갖는 단백질인 것이다. Nuclear redox activity는 ATF/cAMP-response element-binding protein family인 AP-1, NF-\(\kappa\)B, Myb와 hypoxia-inducible factor (HIF-1\(\alpha\)), Pax protein의 DNA binding activity를 유도한다.</p><p>본 연구는 위의 일련의 보고들을 근거로 생체 redox 조절 유전자의 연구에 그 초점을 두있고, 특히 Ref- 1에 의해서 그 cystein 잔기의 redox상태가 조절되는 AP-1의 될성이 hypoxia를 유도한 HT29 colon cancer cell에서 높아진다는 보고와, hypoxia-induced angiogenesis를 upregulation시키는 것으로 알려진 HIF-1\(\alpha\), HLF, Egr-1 등의 전사인자들의 DNA binding affinity를 Ref-1이 높인다는 보고로부터 Hypoxia-induced angiogenesis에 Ref-1이 관련하고 있으리라고 에상하고 있다. 따라서 Ref-1과 결합하여 angiogenesis를 조절하는 미지의 단백질들을 검출하고 이들 새로운 단백질들의 기능을 밝히는 작업이 redox state에 의해 조절되는 유전자의 연구에 많은 도움이 될 것으로 판단되어, REF-1의 full length cDNA 를 yeast two-hybrid system의 bait로 사용하여 Ref- 1과 상호 작용하는 새로운 redox인자를 검출하고자 하였다.<p>