파킨슨병 원인유전자 Parkin의 질병 관련 유전자변이에 대한 연구

Abstract

RING-between-RING (RBR) E3 ligase는 RING 또는 HECT E3 ligase와는 구별되는 ubiquitin ligase의 한 종류이다. Parkin은 잘 알려진 RBR ligase의 예로, 파킨슨병 환자에서 Parkin의 돌연변이가 많이 보고되어있다. Parkin과 다른 RBR ligase는 촉매의 기능을 하는 RBR module을 공통적으로 가지고 있으나 평상시에 autoinhibition 되어있고, 일련의 과정을 통해 활성화가 일어난다. 기존에 Parkin의 돌연변이에 대한 활성도 및 Parkin이 주요하게 작용하는 mitophagy 과정에 대한 연구는 어느 정도 진행되었으나 유전자변이에 의해 발생되는 Parkin의 구조적인 결함에 대한 연구는 부족한 편이다. 이번 연구에서는 Parkin의 환자 돌연변이에 의해 발생하는 구조적 결함을 연구하기 위해 돌연변이가 일어난 Parkin을 세포에 발현하여 기능적, 구조적 변화를 분석했다. 파킨슨병 환자의 돌연변이 데이터를 수집해 세포에 발현할 수 있는 플라스미드에 클로닝하였고, 이를 HeLa 세포에 발현하여 Parkin의 발현 양상과, 활성화 과정을 살펴봤다. 그 결과 45개의 Parkin 유전자변이에 의해 발현된 돌연변이는 표현형이 크게 4종류로 분류될 수 있었다. 이렇게 분류한 돌연변이들을 PyMOL 프로그램을 이용해 유전자변이에 의해 어떤 구조적인 차이가 발생되었는지 확인하고, 표현형간 구조적 차이를 분석했다. 본 연구를 통해 환자 유전자변이로 생긴 Parkin의 세포 내 기능 변화에 대한 이해 뿐 아니라 이를 구조적인 측면에서 이해도를 높였다.