Ras에 의해 암화된 세포에서 dynamin-2의 발현 촉진

유지윤,Yoo, Ji-Yun 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.3

Dynamin plays a key role in the scission event common to various types of endocytosis. It has been previously reported that the SH3 domain-mediated association of Grb2 with dynamin-2 was dominantly found in Ras transformed cells. However, whether this association results from the increased expression of dynamin-2 and Grb2 in Ras transformed cells or not is still unknown. So in this study we first analyzed the expression levels of dynamin-2 and Grb2 and found that the expression of dynamin-2 protein was dramatically increased in Ras-transformed NIH3T3 (NIH3T3(Ras)) cells. Furthermore competitive PCR data revealed that the mRNA transcripts for dynamin-2 were increased about 100-fold in NIH3T3(Ras) compared to those of NIH3T3 cells. However, the protein level and mRNA transcript of Grb2 were not changed in these two cells. We also examined promoter activity of dynamin-2 in NIH3T3(Ras) cells and suggest the existence of Ras-responsive sequence in promoter region -300 to -200. Dynamin은 여러 종류의 endocytosis 과정에서 최종적으로 endocytic vesicle을 membrane으로부터 분리하는데 중요한 역할을 하는 단백질이다. 이전의 보고에 의하면 dynamin-2는 Ras에 의해 암화된 세포에서 Ras signal의 신호 전달 단백질인 Grb2의 SH3 domain과 결합한다고 알려져 있다. 하지만 정상적인 세포 (NIH3T3)에 비해 Ras에 의해 암화된 세포 (NIH3T3(Ras))에서 이들 단백질의 발현이 높아지는지에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 먼저 NIH3T3 세포와 NIH3T3(Ras) 세포에서 dynamin-2와 Grb2의 단백질 발현을 보았는데, dynamin-2의 경우 NIH3T3 세포에 비해 NIH3T3(Ras) 세포에서 그 발현이 현저히 증가함을 볼 수 있었지만 Grb2의 경우 두 세포에서 발현의 차이를 관찰할 수 없었다. Competitive PCR을 이용하여 mRNA의발현정도를 확인하였을 때, 단백질 발현 정도와 마찬가지로 dynamin-2의 경우 NIH3T3(Ras) 세포에서 약 100배의 증가를 확인하였지만 Grb2의 경우 차이를 볼 수 없었다. Dynamin-2의 promoter 활성을 NIH3T3(Ras) 세포에서 관찰한 결과 start codon으로부터 300 bp에서 200 bp upstream에 dynamin-2의 promoter 활성을 조절하는 부위가 존재함을 확인할 수 있었다.

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.

Differential Functions of Ras for Malignant Phenotypic Conversion

Moon Aree The Pharmaceutical Society of Korea 2006 Archives of Pharmacal Research Vol.29 No.2

Among the effector molecules connected with the group of cell surface receptors, Ras proteins have essential roles in transducing extracellular signals to diverse intracellular events, by controlling the activities of multiple signaling pathways. For over 20 years since the discovery of Ras proteins, an enormous amount of knowledge has been accumulated as to how the proteins function in overlapping or distinct fashions. The signaling networks they regulate are very complex due to their multiple functions and cross-talks. Much attention has been paid to the pathological role of Ras in tumorigenesis. In particular, human tumors very frequently express Ras proteins constitutively activated by point mutations. Up to date, three members of the Ras family have been identified, namely H-Ras, K-Ras (A and B), and N-Ras. Although these Ras isoforms function in similar ways, many evidences also support the distinct molecular function of each Ras protein. This review summarizes differential functions of Ras and highlights the current view of the distinct signaling network regulated by each Ras for its contribution to the malignant phenotypic conversion of breast epithelial cells. Four issues are addressed in this review: (1) Ras proteins, (2) membrane localization of Ras, (3) effector molecules downstream of Ras, (4) Ras signaling in invasion. In spite of the accumulation of information on the differential functions of Ras, much more remains to be elucidated to understand the Ras-mediated molecular events of malignant phenotypic conversion of cells in a greater detail.

Farnesyl transferase 억제제인 YH3938 및 YH3945에 의한 Ras 발암원성 억제

Myung-Ju Oh(오명주),Nong Yeon Kim(김농연),Su-Eun Lim(임수은),Young-Hwa Chung(정영화),Byung H Jhun(전병학) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.2

Ras 유전자는 30%의 인간암에서 변이가 발견되며 세 종류의 isoform, H-Ras, K-Ras 및 N-Ras로 구성되어 있다. Ras 단백질의 CAAX motif에 farnesylation과 같은 번역 후 변형은 Ras의 활성에 필수 요소이다. 본 연구에서는 새로운 farnesyl transferase 억제제인 YH3938과 YH3945의 발암원성 H-Ras, K-Ras 및 N-Ras의 작용에 대한 영향을 조사하였다. YH3938과 YH3945는 발암원성 H-Ras에 의해 형질전환된 Rat2 세포의 증식과 형태 변화를 억제하였으나 K-Ras에 대해서는 효과가 없었다. N-Ras에 대해서는 약한 영향이 있었다. H-Ras와 N-Ras에 의한 SRE promoter 활성화는 YH3938과 YH3945에 의해 억제되었으나, K-Ras에는 영향이 없었다. Ras 단백질의 bandshift 분석을 통해 YH3938은 H-Ras와 N-Ras의 번역 후 변환을 억제하였으나, K-Ras에는 영향이 없었다. YH3945는 H-Ras의 변환에만 영향이 있었다. 결론적으로 YH3938과 YH3945는 H-Ras의 farnesylation을 억제하여 그 발암원성을 억제하며, YH3938은 N-Ras 작용을 농도의존적으로 억제하며, K-ras에 대해서는 영향이 없음을 알 수 있었다. Ras genes are responsible for up to 30% of human tumor mutations and are composed of three isoforms: H-Ras, K-Ras and N-Ras. The post-translational modification of the CAAX motif of the Ras protein is essential in Ras actions. In the present study, we studied the effects of novel farnesyl transferase inhibitors (FTIs), YH3938 and YH3945, on the actions of oncogenic mutants of H-Ras, K-Ras and N-Ras. YH3938 and YH3945 completely reverted the proliferation and morphology of oncogenic H-Ras-transformed Rat2 cells, but not of oncogenic K-Ras-transformed Rat2 cells. Oncogenic N-Rastransformed Rat2 cells were slightly affected. Activation of SRE promoters by oncogenic H-Ras and N-Ras, but not by K-Ras, were inhibited by treatment with YH3938 and YH3945. Using bandshift analysis, YH3938 suppressed the processing of oncogenic H-Ras and N-Ras, but not that of oncogenic K-Ras protein. YH3945 only inhibited the processing of H-Ras. From these results, we conclude that YH3938 and YH3945 specifically inhibit actions of oncogenic H-Ras through inhibition of its farnesylation, that YH3938 also inhibits N-Ras activity in a dose-dependent manner, and that these drugs have no effect on oncogenic K-Ras activity.

NIH3T3와 NIH3T3(ras) 세포에서 Dynamin II 발현 및 형태적 비교

이철우,김수관,최정윤,최백동,배춘식,정순정,정문진,Lee, Chul-Woo,Kim, Su-Gwan,Choi, Jeong-Yun,Choi, Baik-Dong,Bae, Chun-Sik,Jeong, Soon-Jeong,Jeong, Moon-Jin 한국현미경학회 2005 Applied microscopy Vol.35 No.3

Ras 신호전달체계는 세포내 다양한 결합 분자들과 더불어 세포의 분열과 세포의 이동에 관여한다. Dynamin 단백질은 endocytosis와 분비과정에서 vesicle를 분리하는데 관여하는 것으로 알려져 있으며, 3가지 아형으로 구분된다. Dynamin I은 신경조직에서 만 발현되고, dynamin II는 모든 조직에서 발현되지만 dynamin III는 정소를 포함한 생식기계에서만 발현된다. 선행된 연구에서 NIH3T3 세포를 이용하여 ras과발현 세포주를 만들었으며, dynamin II와 ras의 신호전달체계에 있는 Grb2가 결합한다는 것을 보고하였다. 따라서, 본 연구는 ras 단백질이 과발현되는 세포 (NIH3T3 (ras))와 대조세포인 NIH3T3의 형태학적인 차이점을 분석하고, 이 두 세포들에서 dynamin II 단백질의 발현의 차이를 비교하고자 하였다. Dynamin II의 발현차이를 분석하기 위해 형광염색을 하여 공초점 레이저현미경으로 세포내 분석을 하였으며, western blot을 시행하여 생화학적인 발현차이를 보았다. 또한, 두 세포의 미세구조적인 분석을 위하여 SEM과 TEM을 사용하였다. Dynamin II는 NIH3T3 (ras) 세포에서 발현이 증가 하였으며, NIH3T3 세포에 비하여 좀더 방추형이 었으며, 작은 세포질 돌기가 세포막을 따라 다수 신장되어있음이 관찰되었다. 또한, NIH3T3 (ras) 세포의 endocytotic vesicle이 형성되는 부위에서 dynamin II의 발현이 증가하였다. 이러한 결과로 dynamin II는 ras신호전달체계의한 신호전달분자로서 작용을 할 것으로 사료된다. It has been known that ras signaling transduction leads to cell proliferation and migration including various adaptor molecules. Dynamin protein has been implicated in the formation of nascent vesicles in both the endocytic and secretory pathways. Dynamin was classified into three isoforms: dynamin I is only expressed in neuronal tissue, dynamin II is expressed ubiquitously in all tissue but that of dynamin III is confined to testis. We have reported in previous study that Grb2, binding to ras, was associated with dynamin II in NIH3T3 cells. Therefore we have tried to identify the relative expression of dynamin II according to overexpressed ras protein in ras oncogene transfected cells (NIH3T3 (ras)). For the detection of differential expression of dynamin II, we have used immunofluorescent staining and western blot methods in NIH3T3 and NIH3T3 (ras) cells. Next we have described the morphological differences between NIH3T3 and NIH3T3 (ras) cells using SEM and TEM. From these experiments dynamin II was highly expressed in NIH3T3 (ras) cells. NIH3T3 cells was transformed to more spindle shape with many cell process by transfection of ras oncogene. Moreover dynamin II was more concentrated in endocytotic membrane of the NIH3T3 (ras) cells compared to that of NIH3T3 cells. The present results suggested that dynamin II may involve the intermediate messenger in Ras signaling transduction pathway.

Differential Functions of Ras for Malignant Phenotypic Conversion

Aree Moon 대한약학회 2006 Archives of Pharmacal Research Vol.29 No.2

Among the effector molecules connected with the group of cell surface receptors, Ras proteins have essential roles in transducing extracellular signals to diverse intracellular events, by controlling the activities of multiple signaling pathways. For over 20 years since the discovery of Ras proteins, an enormous amount of knowledge has been accumulated as to how the proteins function in overlapping or distinct fashions. The signaling networks they regulate are very complex due to their multiple functions and cross-talks. Much attention has been paid to the pathological role of Ras in tumorigenesis. In particular, human tumors very frequently express Ras proteins constitutively activated by point mutations. Up to date, three members of the Ras family have been identified, namely H-Ras, K-Ras (A and B), and N-Ras. Although these Ras isoforms function in similar ways, many evidences also support the distinct molecular function of each Ras protein. This review summarizes differential functions of Ras and highlights the current view of the distinct signaling network regulated by each Ras for its contribution to the malignant phenotypic conversion of breast epithelial cells. Four issues are addressed in this review: (1) Ras proteins, (2) membrane localization of Ras, (3) effector molecules downstream of Ras, (4) Ras signaling in invasion. In spite of the accumulation of information on the differential functions of Ras, much more remains to be elucidated to understand the Ras-mediated molecular events of malignant phenotypic conversion of cells in a greater detail.

RAS 오염 방지를 통한 함수 복귀 예측 정확도 향상

김주환(Ju-Hwan Kim),곽종욱(Jong Wook Kwak),장성태(Seong Tae Jhang),전주식(Chu Shik Jhon) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.48 No.3

조건 분기 명령어의 예측 정확도가 매우 높아짐에 따라 상대적으로 무조건 분기 명령어의 예측이 중요해지고 있다. 그 중 RAS(Return Address Stack)를 사용하는 함수 복귀 예측은 이론적으로 오버플로가 발생하지 않는 한도 내에서 100%의 정확도를 보여야 한다. 하지만 투기적 실행을 지원하는 현대 마이크로프로세서 환경 하에서는 잘못된 실행 경로로의 수행 결과를 무효화 할 때 RAS의 오염이 발생하며, 이는 함수 복귀 주소의 예측 실패로 이어진다. 본 논문에서는 이러한 RAS의 오염을 방지하기 위하여 RAS 재명명 기법을 제안한다. RAS 재명명 기법은 RAS의 스택을 소프트 스택과 하드 스택으로 나누어 투기적 실행에 의한 데이터의 변경을 복구할 수 있는 소프트 스택에서 투기적 실행에 의한 데이터를 관리하고, 소프트 스택의 크기 제한으로 겹쳐쓰기가 일어나는 데이터 중 이후에 사용될 데이터를 하드 스택으로 옮기는 구조로 구성된다. 또한 이러한 구조의 문제점을 파악하여, 본 논문에서는 RAS 재명명 기법의 추가적 개선법을 소개한다. 제안된 기법을 모의실험 한 결과, RAS 오염 방지 기법이 적용되지 않은 시스템과 비교하여 함수 복귀 예측 실패를 약 1/90로 감소시켰으며, 최대 6.95%의 IPC 향상을 가져왔다. 또한 기존의 RAS 오염 방지 기법이 적용된 시스템과 비교하여 함수 복귀 예측 실패를 약 1/9로 감소 시켰다. As the prediction accuracy of conditional branch instruction is increased highly, the importance of prediction accuracy for unconditional branch instruction is also increased accordingly. Except the case of RAS(Return Address Stack) overflow, the prediction accuracy of function return address should be 100% theoretically. However, there exist some possibilities of miss-predictions for RAS return addresses, when miss-speculative execution paths are invalidated, in case of modern speculative microprocessor environments. In this paper, we propose the RAS rename technique to prevent RAS pollution, results in the reduction of RAS miss-prediction. We divide a RAS stack into a soft-stack and a hard-stack and we handle the instructions for speculative execution in the soft-stack. When some overwrites happen in the soft-stack, we move the soft-stack data into the hard-stack. In addition, we propose an enhanced version of RAS rename scheme. In simulation results, our solution provide 1/90 reduction of miss-prediction of function return address, results in up to 6.85% IPC improvement, compared to normal RAS method. Furthermore, it reduce miss-prediction ratio as 1/9, compared to previous technique.

Ginsenoside Rb1에 의한 발암유전자 ras의 활성 억제

이선주,전병학 대한암예방학회 2003 Journal of cancer prevention Vol.8 No.2

악성 종양 환자의 체강액에서 K-ras codon 12 점변이에 관한 연구

허정원,지현숙 대한임상병리학회 1998 대한임상병리학회지 Vol.18 No.3

Evidence for the Ras-Independent Signaling Pathway Regulating Insulin-Induced DNA Synthesis

Jhun, Byung H. The Korea Science and Technology Center 1999 BMB Reports Vol.32 No.2

The existence of the Ras-independent signal transduction pathway of insulin leading to DNA synthesis was investigated in Rat-1 fibroblasts overexpressing human insulin receptor (HIRc-B) using the single-cell microinjection technique. Microinjection of a dominant-negative mutant Ras protein into quiescent HIRc-B cells inhibited the DNA synthesis stimulated by insulin. Microinjection of oncogenic H-Ras protein (H-Ras) (0.1㎎/ml) induced DNA synthesis by 35%, whereas that of control-injected IgG was induced by 20%. When the maginal amount of oncogenic H-Ras protein was coinjected with a dominant-negative mutant of the H-Ras protein(H-Ras), DNA synthesis was 35% and 74% in the absence and presence of insulin, respectively. This full recovery of DNA synthesis by insulin suggests the existence of the Ras-independent pathway. The same recovery was observed in the cells coinjected with either H-Ras H-Ras plus SH2 domain of the p85 subunit of PI3-kinase(p85) or H-Ras plus H-Ras plus interfering anti-Shc antibody. When coinjected with a dominant-negative Rac1, the DNA synthesis induced by the Ras-independent pathway was blocked. These results indicate that the Ras-independent pathway of insulin leading to DNA synthesis exists, bypassing the p85 of PI3-kinse and Shc protein, and requires Rac1 protein.