Frizzled 수용체의 이합체 형성에 관한 연구

Abstract

Wnt 신호 전달 과정은 세포 성장 및 분화 조절에 관여하며 이는 여러 종에서 잘 보존되어 있다. 이 신호 전달 과정은 Wnt 리간드가 막 수용체 단백질인 Frizzled (Fzd)와 결합함으로써 시작되며 상호작용하는 리간드-수용체 조합에 따라 canonical 혹은 non-canonical 경로를 통해 세포 내 다양한 기작을 조절하게 된다. Fzd 수용체는 G protein coupled receptor (GPCR) family에 속하는 막 단백질로 사람의 경우 10가지 서로 다른 subtypes이 존재한다. 19가지의 Wnt 리간드는 Fzd 수용체 아미노 말단의 Cysteine-rich domain (CRD)에 특이적으로 결합하며, 수용체의 cytoplasmic loop 부분과 카르복시 말단을 통해 하위 신호 전달 단백질과 상호작용한다고 알려져 있다. 최근, Fzd에 의한 신호 전달 과정에서 이합체 형성의 중요성에 관한 보고가 있었다 (Clémence C. et al.. 2003, Ajamete K. et al., 2004). 본 연구에서는 이를 토대로 이분자 형광 상보 기법 (BiFC)을 이용하여 Fzd의 세포 내 이합체 형성 여부를 조사하였다. 즉, Fzd subtype에 따라 이합체 형성에 차이가 있는지, 그리고 리간드 존재 하에서 이합체 형성이 달라지는지 확인하였으며, 이 때, CRD가 이합체 형성에 관여하는지 관찰하였다. 그 결과, 실험에 사용한 Fzd2, Fzd3, Fzd4, Fzd7 중, Fzd3와 Fzd4만 동형 이합체를 형성하였으며, 반면에 모든 조합들이 이형 이합체를 형성함을 관찰하였다. 이 때, CRD가 제거된 Fzd4의 경우도 동형 이합체를 형성하는 것으로 보아, 이합체 형성은 TM helix를 통해 이루어질 것이라 예상할 수 있다. Wnt3a와 norrin 리간드 처리 시, Fzd3과 Fzd4의 이합체 형성에는 큰 변화가 관찰되지 않았으며, 세포 내 하위 신호 전달 단백질인 Dishevelled와의 결합은 증가하는 것이 확인되었다. 본 연구 결과, Fzd의 이합체 형성은 subtype에 따라 다르다는 것을 관찰하였으며, 추후 이 것의 생물학적 기능의 중요성에 대한 연구가 요구된다.