단백질 구조 변성에 의한 질병의 치료 전략 연구

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단백질 구조 변성에 의한 질병의 치료 전략 연구
제안자 김진해
자문교원 김진해
연도 2020
타입 A형 과제
코스 프란시스 크릭
매칭여부 No
참여학생수
소개동영상

제안 배경

단백질은 자체적인 구조적 특징을 통해 다양한 생명현상을 매개하는 필수 생체분자 중 하나이다. 그러나 노화나 여러 스트레스, 유전적 변이 등의 요인에 의해 단백질이 원래의 구조적 특성을 잃고 다른 성질의 구조적 상태를 갖게 되는 경우, 원래의 생명현상을 매개하지 못하게 되는 것은 물론 그 자체로 세포에 해로운 영향을 주는 물질로 변화하기도 한다. 다양한 신경퇴행성 질병이 단백질의 구조적 변성에 의해 나타나는 것으로 알려져 있으나, 구조 변성의 구체적인 분자 기전이나 구조 변성 후 나타나는 단백질의 구조적 특징에 대한 이해 부족 등으로 인해 이러한 신경퇴행성 질병들에 대한 치료 전략을 효과적으로 세우지 못하고 있다.

과제 목표

본 과제는 단백질이 노화나 여러 스트레스, 유전적 변이 등에 의해 어떤 구조적 변이를 보이게 되는지 원자 레벨에서 이해하고, 이러한 구조 변성으로 인해 어떻게 질병이 유발되는지 이해하는데 목표를 두고 있다. 또한 이에 대한 구체적인 이해를 바탕으로 단백질의 구조 변성을 막거나 되돌릴 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하여, 결과적으로 질병 유발을 막을 수 있는 새로운 치료 전략을 개발하고자 한다.

과제 내용

가. 단백질의 구조 변성 연구를 위한 단백질 모델 시스템 확립

 1) 여러 요인에 의한 단백질 구조 변성 기전 및 그로 인한 발병 기전에 대한 조사
 2) 본 연구 수행을 위한 단백질 모델 시스템 확립 및 관련 연구 조사
나. 모델 단백질의 발현/정제 및 구조 변성이 일어난 단백질 샘플 준비
 1) 생화학적인 기술을 통한 모델 단백질 샘플 준비 프로토콜 확립
 2) 인공적으로 구조적 변성이 일어난 단백질 샘플 준비 프로토콜 확립
다. 구조 변성 전/후의 단백질 특성 분석
 1) 구조 변성에 의한 모델 단백질의 화학적 변화 분석 
 2) 생물리학적 방법을 통한 단백질 구조 변성 분석
라. 단백질 구조 변성에 의해 나타나는 발병 메커니즘에 대한 연구 및 이를 치료하기 위한 새로운 전략 수립


참고자료

1. Javier Oroz*, Jin Hae Kim*, Bliss J. Chang, Markus Zweckstetter (2017) Mechanistic basis for the recognition of a misfolded protein by the molecular chaperone Hsp90, Nat. Struct. Mol. Biol. 24, 407-413 (*equal contribution).

2. Jin Hae Kim, Javier Oroz, Markus Zweckstetter (2016) Structure of monomeric transthyretin carrying the clinically important T119M mutation, Angew. Chem. Int. Ed. 55, 1616816171.

희망학생