Ras GTPase 및 Ras GTPase activating protein과 사람의 질병

장종수(Jong-Soo Chang) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.9

Ras superfamily에 속하는 monomeric small GTPase는 현재까지 170여 종이 알려져 있으며 이들은 세포 신호전달에 있어서 분자 스위치(molecular switch)로 작용하고 있다. Ras GTPase는 guanosine diphosphate (GDP)와 결합하여 불활성화 되거나 혹은 guanosine triphosphate (GTP)와 결합하여 활성화되는 guanosine nucleotide 결합단백질로서 세포내의 수많은 생리작용을 조절하고 있다. 즉, 쉬고 있던 불활성화 상태의 Ras-GDP는 외부 신호에 반응하여 활성화 된 guanine nucleotide exchange factor (GEF)에 의하여 활성형인 Ras-GTP상태로 전환되어 그 하류로 신호를 전달하는 효과기로 작용하게 된다. 신호전달을 마친 Ras-GTP는 다시 불활성형인 Ras-GDP로 전환되어야 하는데 Ras 자체의 GTPase 활성이 미약하여 RasGTPase activating protein (RasGAP)의 도움을 받아야만 한다. 이와 같이 Ras GTPase는 GEF와 GAP의 활성으로 세포 안의 스위치를 켜고 끄게 된다. 현재까지 알려진 인간 암(cancer)의 30% 이상이 돌연변이를 포함하는 Ras switch의 비정상적인 작동에 기인한다는 점이 밝혀져 있으므로 Ras GTPase의 구조와 생리적 기능에 대한 최근의 연구결과들을 요약하였다. 나아가 GTPase activating protein으로서의 기능을 상실한 RasGAP분자의 돌연변이는 세포 안의 Ras 스위치를 계속 켜 두는 상태인 Ras-GTP 상태를 유발함으로서 종국에는 암의 발생을 촉발하게 된다. 이에, 본고에서는 최근에 와서 tumor suppressor로서 알려지면서 암의 치료 표적단백질로 떠오르게 된 RasGAP의 인체생리학적 기능을 고찰하였다. 인간게놈 안에는 RASA1, NF1, GAP1 family 및 SynGAP family 등에 속하는 14종의 RasGAP 분자들이 존재하는데 이들 GAP분자들의 이상과 인간 질병의 연관성에 대한 최근의 연구결과들에 대해 고찰하였다. The Ras superfamily of small G-proteins acts as a molecular switch on the intracellular signaling pathway. Upon ligand stimulation, inactive GTPases (Ras-GDP) are activated (Ras-GTP) using guanine nucleotide exchange factor (GEF) and transmit signals to their downstream effectors. Following signal transmission, active Ras-GTP become inactive Ras-GDP and cease signaling. However, the intrinsic GTPase activity of Ras proteins is weak, requiring Ras GTPase-activating protein (RasGAP) to efficiently convert RAS-GTP to Ras-GDP. Since deregulation of the Ras pathway is found in nearly 30% of all human cancers, it might be useful to clarify the structural and physiological roles of Ras GTPases. Recently, RasGAP has emerged as a new class of tumor-suppressor protein and a potential therapeutic target for cancer. Therefore, it is important to clarify the physiological roles of the individual GAPs in human diseases. The first RasGAP discovered was RASA1, also known as p120 RasGAP. RASA1 is widely expressed, independent of cell type and tissue distribution. Subsequently, neurofibromatosis type 1 (NF1) was discovered. The remaining GAPs are affiliated with the GAP1 and synaptic GAP (SynGAP) families. There are more than 170 Ras GTPases and 14 Ras GAP members in the human genome. This review focused on the current understanding of Ras GTPase and RasGAP in human diseases, including cancers.

Bacillus stearothermophilus 의 내열성 시티딘 / 디옥시시티딘 디아미나제를 코드하는 cdd 유전자의 클로닝

장종수(Jong - Soo Chang),송방호(Bang - Ho song),김종국(Jong - Guk kim),홍순덕(Soon - Duck Hong) 한국미생물생명공학회 1989 한국미생물·생명공학회지 Vol.17 No.4

보안 이벤트 시각화를 이용한 보안 상황 인지 기술

장범환(Chang Beom-Hwan),나중찬(Na Jung-Chan),장종수(Jang Jong-Soo) 한국정보보호학회 2006 情報保護學會誌 Vol.16 No.2

네트워크 보안 상황인지 기술이란 현재 네트워크에서 보안과 관련하여 무슨 일이 발생하고 있는 지를 관리자에게 인지시켜 주는 기술이다. 이는 침입탐지시스템이나 방화벽에서 수행하는 잠재적인 공격자의 패킷을 필터링하거나 보고하는 것과는 달리 현재 네트워크에서 발생하고 있는 상황(침입 또는 공격 등)을 알려주는 것에 초점을 맞춘다. 네트워크 보안 상황인지 기술에는 데이터 선정 및 수집, 특성 인자 추출, 연관성 분석, 데이터마이닝, 패턴분석, 이벤트시각화 등과 같이 매우 다양한 세부 기술들이 있지만, 본 고에서는 이벤트 종류에 따른 시각화 기술들의 현황과 ETRI에서 개발한 VisualScope에 대해 살펴보고자 한다.

α-Amylase 고생산성 Bacillus licheniformis 변이주의 개발과 특성 분석

정허진,정경화,장종수,윤기홍,박승환,김훈 ( Heo Jin Jeong,Kyung Hwa Jung,Jong Soo Chang,Ki Hong Yoon,Seung Hwan Park,Hoon Kim ) 한국응용생명화학회 1998 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.41 No.1

A mutant strain which hyperproduced thermostable α-amylase was obtained by chemical mutagenesis of Bacillus licheniformis. The mutant strain, SK-5, produced the enzyme about 50 times higher than the original strain. The mutant was longer and slimmer in shape, slower in growth compared to the original strain. Nucleotide sequence analysis of the SK-5 α-amylase gene revealed no changes in the the structural gene. The changes found in the promoter region might be responsible for the hyperproduction of the enzyme by the mutant. No structural changes in the enzyme structure could be observed when the, secreted enzymes at various culture times were analyzed by Western blot.

LabVIEW<SUP>TM</SUP>를 이용한 홈 오토메이션

김홍윤(Hong Youn Kim),장종수(Jong Soo Chang),허훈(Hoon Heo) 한국통신학회 2005 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2005 No.11

단-대-단 Shortcut경로 제공을 위한 IANS 기능 설계

김기영(Ki Young Kim),장종수(Jong Soo Jang),최희숙(Hee Sook Choi),김창훈(Chang Hoon Kim),손승원(Sung Won Sohn) 한국통신학회 2000 한국통신학회 학술대회 및 강연회 Vol.2000 No.5

네트워크 기반의 강화학습 알고리즘과 시스템의 정보공유화를 통한 최단경로 검색과 갱신

민성준(Seong-Joon Min),장종수(Jong-Soo Chang),김홍윤(Hong-Yoon Kim),허훈(Hoon Heo) 대한전기학회 2005 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2005 No.7

Phospholipase C-γ Activation by Direct Interaction with β-Tubulin Isotypes

이인범,김성국,최장현,서판길,장종수,Lee, In-Bum,Kim, Sung-Kuk,Choi, Jang-Hyun,Suh, Pann-Ghill,Chang, Jong-Soo Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.4

Phosphoinositide-specific phospholipase $C-{\gamma}\;1\; (PLC-{\gamma}\;1)$ has pivotal roles in cellular signaling by producing second messengers, inositol 1,4,5-trisphosphate $(IP_3)$ and diacylglycerol (DG). Tubulin is a main component of microtubules and mitotic spindle fibers, which are composed of ${\alpha}-$ and ${\beta}-tubulin$ heterodimers in all eukaryotic cells. In humans, six ${\beta}-tubulin$ isotypes have been identified which display a distinct pattern of tissue expression. Previously we found that $PLC-{\gamma}\;1$ and one of four ${\beta}-tubulin$ isotypes including ${\beta}1$, ${\beta}2$, ${\beta}3$ and ${\beta}6$, colocalized in COS-7 cells and cotranslocated to the plasma membrane to activate $PLC-{\gamma}\;1$ upon agonist stimulation. In the present study, we demonstrate that the remaining two, tubulin ${\beta}4$ and ${\beta}5$, also showed a potential to activate $PLC-{\gamma}\;1$. The phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate $(PIP_2)$ hydrolyzing activity of $PLC-{\gamma}\;1$ was substantially increased in the presence of purified ${\beta}4$ and ${\beta}5$ tubulin in vitro, whereas the activity was not promoted by bovine serum albumin, suggesting that tubulin ${\beta}4$ and ${\beta}5$ also activate $PLC-{\gamma}\;1$. Taken together, our results suggest that all the ${\beta}-tubulin$ isotype activates $PLC-{\gamma}\;1$ activity to regulate cellular signaling. 포스포리파제 C-감마1$(phospholipase\;C-{\gamma}\;1;\;PLC-{\gamma}\;1)$은 활성화될 경우 세포 내의 이차전령인 inositol 1,4,5-trisphosphate$(IP_3)$와 diacylglycerol(DG)을 생성하는 중요한 세포 신호전달 분자이다. 튜불린은 미세소관과 방추사의 주요 구성 단백질로서 알파형과 베타형의 두 가지 동위형이 있는데 이들은 모든 진핵세포에 존재하면서 이형 이합체를 형성한다. 이 중 베타형 튜불린은 사람의 경우 6종의 또 다른 동위형이 존재하는 것으로 밝혀졌는데 이들은 각 조직에서 그 발현양상이 서로 다르게 나타난다. 이전의 연구에서 우리들은 $PLC-{\gamma}\;1$과 4종의 베타튜불린 동위형 즉, ${\beta}1$, ${\beta}2$, ${\beta}3$ 및 ${\beta}6$이 세포 내에서 서로 결합할 수 있으며 또한 외부의 자극이 전달될 경우 이들 4종의 동위형이 $PLC-{\gamma}\;1$을 활성화시켜 준다는 사실을 보고한 바 있다. 이번 실험에서는 이전의 연구에서 조사하지 못하였던 베타 튜불린의 나머지 두 가지 동위형 즉, ${\beta}4$및 ${\beta}5$가 $PLC-{\gamma}\;1$에 결합하여 $PLC-{\gamma}\;1$의 활성을 증가시켜줌으로서 세포 내에서의 신호전달계를 조절하고 있음을 확인하였다. 이 결과는 이전의 연구결과와 연관 지워볼 때, 6종의 모든 베타형 튜불린은 세포 외부의 자극이 있을 경우 $PLC-{\gamma}\;1$을 활성화시켜줌을 시사한다.

Sphingobacterium sp. SW-09 Effectively Degrades Phenanthrene, a Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, in a Soil Microcosm

손승우(Seung Woo Son),장혜원(Heywon Chang),김성국(Sung-Kuk Kim),장종수(Jong-Soo Chang) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.11

페난스렌은 다환방향족 탄화수소의 일종으로서 미량으로도 인체에 강한 해를 미칠 수 있는 주요 환경오염 물질이다. 미생물을 이용한 페난스렌 제거 목적으로 중국 쑤저우(Suzhou) 지역의 유류 오염토양에서 페난스렌을 강력하게 분해하는 세균을 분리하였다. 16S rDNA 염기서열 결정에 의하여 이 세균은 Sphingobacterium sp. SW-09로 동정되었으며 PCR 증폭을 통하여 페난스렌 분해 유전자인 nahH를 가지고 있음이 확인되었다. 이전의 연구에서 포천일대의 군부대에서 분리된 강력한 페난스렌 분해세균인 Staphylococcus sp. KW-07과 이번에 분리된 Sphingobacterium sp. SW-09을 이용하여 이들의 페난스렌 분해능을 비교분석하였다. 그 결과, 쑤저우 지역에서 분리된 Sphingobacterium sp. SW-09이 최소배지와 실제토양에서 모두 Staphylococcus sp. KW-07보다 강하게 페난스렌을 분해하는 것으로 나타났다. 결과적으로 이번에 분리된 Sphingobacterium sp. SW-09을 사용하여 유류 오염토양의 환경정화에 사용할 수 있을 것으로 판단된다. We isolated a potent phenanthrene-degrading bacterium from oil-contaminated soils of Suzhou, China, and assessed the potential use of these bacteria for bioremediation of soils contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in a microcosm. Based on 16S rDNA sequencing, we identified this bacteria as Sphigobacterium sp. SW-09. By PCR amplification, we also identified catechol 2,3-dioxygenase genes (nahH genes) mediating PAH degradation. Staphylococcus sp. KW-07, which has been identified in our previous study, showed potential for use in bioremediation of oil-contaminated soils. In this experiment, we compared the rate of phenanthrene-degradation between Staphylococcus sp. KW-07 and Sphingobacterium sp. SW-09 in a microcosm condition. Newly isolated Sphingobacterium sp. SW-09 showed a higher phenanthrene-degradation rate than that of Staphylococcus sp. KW-07 in soil microcosms. Together, our results suggest that the Sphingobacterim sp. SW-09 strain isolated from the Suzhou area may also be useful in bioremediation of PAH-contaminated soils.

프로폴리스의 생물학적 특성

김성국(Sung-Kuk Kim),우순옥(Soon-Ok Woo),장종수(Jong-Soo Chang) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.7

프로폴리스는 꿀벌에 의해 생산된 수지 물질로 벌집을 보호하기 위해 사용되어 왔다. 꿀벌은 다양한 나무와 식물에서 배출된 수분을 침과 밀랍과 섞어서 프로폴리스를 생산한다. 프로폴리스는 기원전 300년경부터 상처를 치료하는 민간요법으로 사용되어 왔다. 프로폴리스에는 플라보노이드, 페놀계 화합물, 밀랍과 같은 많은 생리 활성 화합물이 포함되어 있다. 프로폴리스의 기능적 요소들 때문에, 프로폴리스에는 생물학적 응용을 위한 넓은 스펙트럼이 있다. 프로폴리스와 프로폴리스의 생물학적 활동의 화합물은 각각 과즙의 출처와 추출 방법에 따라 달라질 수 있다. 프로폴리스의 박테리아, 바이러스, 곰팡이를 포함한 반미생물 활동이 가장 잘 알려진 특징이다. 면역조절 메커니즘의 경우 아르테필린 C와 카페인산 페네틸에스테르가 주로 조절 화합물로 확인되었으며 각 화합물은 염증 반응을 감소시키고 T 림프구에 면역억제 반응을 일으킨다. 프로폴리스는 항염증 효과를 통해 암세포 증식 억제, 종양 신호 전달 캐스케이드 차단, 항혈관신생 등 항종양 활성을 보였다. 그러나 프로폴리스의 더 많은 응용을 위해서는 과즙의 원천 분석, 프로폴리스 화합물의 식별, 프로폴리스 분자 메커니즘, 화합물 시너지 효과의 조사가 더 필요할 것으로 보인다. Propolis is a resinous substance produced by honeybees, which they use to protect their hives. Honeybees produce propolis by mixing exudates from the various trees and plants with saliva and beeswax. It has been used since around 300 B.C. as a folk medicine to cure wounds. Propolis contains many physiologically active components, such as flavonoids, phenolic compounds, and beeswax. Because of its functional components, propolis has a wide spectrum of biological applications. The compounds in propolis and its biological activity can vary according to the location of nectar source and extraction method. Propolis is most commonly known for its anti-microorganism activity against bacteria, viruses, and fungi. Artepillin C and caffeic acid phenethyl ester (CAPE) have been identified as regulatory compounds that reduce inflammation and exert immunosuppressive reactions on T lymphocytes. Through its anti-inflammatory activity, propolis exhibits anti-tumor activity, including the inhibition of cancer cell proliferation, the blocking of tumor signaling cascades, and antiangiogenesis. However, for the more apply of propolis its analysis of nectar source, identifying of propolis compound, the molecular mechanism of propolis and the investigation of compounds synergistic effects are essential. In this study, we described the physiological activity of propolis isolated from honeybees.