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작은 G 단백질 조절의 주요요소 GEFs 및 GAPs

전문가 제언: ○ 분자생물학에서 Ras는 단백질의 이름이며, 이를 부호화하는 유전자 그리고 이것이 속하는 과와 그 상과(上科) 단백질이다. 작은 GTPase들의 Ras 상과는 Ras, Rho, Arf, Rab 그리고 Ran과를 포함한다. Ras과의 단백질들은 매우 중요한 분자 스위치로 세포구조, 확산, 세포접착, 세포자살 그리고 세포 이동 등의 프로세스를 조정하는 신호경로 조절한다. 세포의 여러 기능을 조절하는 분자스위치 단백질들은 GTP에 결합하고 있을 때 활성화 혹은 “켜진”상태이며 GDP에 결합하고 있을 때 불활성화 혹은 “꺼진” 상태이다.

○ 구아니딘 뉴클레오티드 교환요인들(GEFs)과 GTPase- 활성화 단백질들 (GAPs)들은 작은 구아니딘 뉴클레오티드-결합 (G) 단백질들의 활동을 조절하여 세포기능들을 조정한다. 일반적으로 GEF들은 G-단백질-결합 GDP를 GTP로 교환을 촉매 함으로서 신호를 보낸다. 반면 GAP들은 GTP의 가수분해를 유도함으로서 신호를 종료한다. GEF들과 GAP들은 다수영역 단백질이며 세포외 신호들과 시간과 공간에서 세포사건들을 조정하는 국소적 지시에 의하여 조절된다. 이들 단백질들은 암을 포함하는 여러 질병들을 치료하는 약제를 개발하는 치료목표로서 가능성이 있다.

○ GTPase-매개된 사건들의 직접조절이 이 GTP-혹은 GDP-결합 상태를 조절하는 단백질들에 내재되어 있다. 두 분류의 조절단백질들이 확인되었는데 이들이 바로 위에서 언급한 GEF들과 GAP들로서 GEF의 기능은 GTP를 GDP-결합 상태에서 GTP-결합 상태로 전환하고 GAP는 내재된 GTPase 활성을 활성화함으로서 GTPase를 소화한다. 세포내에서 GTP 농도가 GDP 농도보다 크므로 GTP-결합 GTPase가 우세하다.

○ Ras 유전자들은 암에 있어 가장 빈번하게 활성화되는 발암유전자들이다. 해당하는 원 발암유전자들은 대부분의 포유동물 조직에서 발현되는 단백질이다. 암 연구에서는 돌연변이 Ras의 선택적 저해제를 찾는 것이 관건이다. 발암성 Ras의 특징은 RasGAP-유도 GTP 가수분해를 막는 돌연변이 존재이다. 따라서 항암제로서 발암성 Ras에 GTP 가수분해를 유도하는 작은 분자들을 개발할 수 있다.

저자: Bos, JL; Rehmann, H; Wittinghofer, A; AF Bos, Johannes L.; Rehmann, Holger; Wittinghofer, Alfred
자료유형: 학술정보