컴퓨터 가상 검색을 이용한 -1 틀이동에 관여하는 RNA 유사매듭 구조에 결합하는 새로운 리간드의 발굴 (RNA Pseudoknot Targeted Virtual Screening: Discovery of Novel Ligands that Regulate -1 Ribosomal Frameshift)

국문 초록 (Abstract)

급성 호흡기 증후군의 원인바이러스인 SARS-CoV는 숙주 세포 내에서 리보솜 -1 틀이동을 통해 생존에 필수적인 단백질을 생성한다. 틀이동을 통해 생성된 단백질의 양은 정확한 비율로 생성되지 않으면 바이러스의 자가복제에 악영향을 준다. 틀이동이 일어나기 위한 주요 요인 중 하나인 RNA pseudoknot 의 구조적 안정성은 틀이동의 효율에 중요한 영향을 준다. 본 연구에서는 SARS-CoV의 RNA pseudoknot 에 직접 결합함으로써 구조적 안정성을 변화시켜 틀이동에 의해 생산되는 단백질의 생성을 조절할 수 있는 새로운 리간드를 찾는 것을 목적으로 하고 있다. 상업적으로 이용 가능한 수십만개의 화합물 데이터베이스를 사용하여 컴퓨터를 이용한 가상검색을 수행함으로써 후보 화합물군을 확보하고, 효율적인 in vitro ribosomal -1 frameshifting assay 와 cell based -1 frameshifting assay를 통해 후보 화합물군의 리보솜 틀이동 효율을 정량하고 분석기법인 capillary electrophoresis 로 RNA pseudoknot 구조에 후보 화합물군들이 선택적으로 결합하는지를 확인한다. 아직까지 SARS-CoV의 RNA pseudoknot 의 삼차원구조를 타겟으로 하여 틀이동에 영향을 미치는 새로운 리간드를 성공적으로 찾았다는 보고는 없으므로 본 연구를 성공적으로 수행하여 새로운 리간드를 발굴해 낸다면 이 리간드는 새로운 개념의 강력한 항 바이러스제로 개발될 수 있을 것이다.
SARS-CoV의 RNA pseudoknot삼차원구조를 타겟으로 하여 상업적으로 이용 가능한 수십 만개의 화합물 데이터베이스를 사용하여 컴퓨터를 이용한 가상검색을 수행함으로써 후보 화합물군을 확보하고, 효율적인 in vitroribosomal -1 frameshifting assay 와 cell based -1 frameshifting assay 를 후보 화합물군의 활성을 확인하고 분석기법인 capillary electrophoresis를 통해 RNA pseudoknot 구조에 후보 화합물들이 선택적으로 결합하는지를 확인한다. 현재까지 본 연구자는 SARS-CoV 의 pseudoknot 삼차원 구조의 모델링으로 삼차 구조를 구축하여1단계와 2단계의 가상 검색을 통한 후보 화합물군들을 찾아서 확보하였다.
현재까지 가상 검색을 통해 구축한 후보 화합물들을 구매 확보하여 틀이동 활성을 in vitro -1 frameshifting assay 을 통해 정량하였다. 앞으로 진행될 실험으로는 in vitro assay를 통해 그 효율이 확인된 후보 화합물군들을 골라 cell based -1 frameshifting assay를 통해 cell 내에서 틀이동에 미치는 영향을 정량하고 후보 화합물과 RNA 가 직접 결합하였는지를 분석기법인 capillary electrophoresis 을 통해 확인하는 실험을 실시할 예정이다.