Part Ⅰ. 분자 모델링을 이용한 항암 활성을 갖는 peptidomimetic 약물 설계, Part Ⅱ. PDEδ 저해제에 관한 초기 연구

Abstract

[PartⅠ] 펩타이드 유사 구조 화합물은 다양한 작용기를 쉽게 도입할 수 있고 세포 내에서 peptidase에 의한 분해로부터 안정성을 가질 수 있다는 장점이 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 실험실의 선행연구에서는 peptoid library를 이용하여 항암 활성 실험을 진행하였고 Insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-1R)와 Src 단백질의 인산화를 저해하는 화합물인 1,3,4-oxadiazinone을 합성하였다. 본 연구에서는 분자 모델링 연구를 통해 1,3,4-oxadiazinone의 구체적인 binding mode를 규명하며 더 강력한 효능을 갖는 화합물을 찾는 것을 목표로 하였다. ATP 결합 부위에 리간드를 갖고 있는 IGF-1R의 구조를 이용하여 분자 모델링 시 기존의 리간드와 1,3,4-oxadiazinone 화합물이 잘 겹쳐진 형태를 보이며 유사한 상호작용을 보여 화합물이 리간드로서 상호작용 할 수 있음을 확인하였다. 또한 화합물 골격 내의 고리 구조에서 C6 위치의 변형을 통해 단백질과의 상호작용이 증가될 수 있음을 알게 되었다. 실제 C6 위치가 변형되어 합성된 화합물들을 이용하여 항암 활성 실험 시 분자 모델링과 상응하는 결과를 보였다. 본 연구를 바탕으로 C6 위치에 다양한 치환기를 도입한다면 항암 활성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

[PartⅡ] 항암 타겟으로 알려진 Ras 단백질은 신호 전달 기전 내에서 GTPase로서 역할을 수행하며 Phosphodiesterase δ-subunit (PDEδ)은 Ras와 상호작용하여 세포질 내로의 확산을 촉진하며 세포 내 위치를 조절하는 역할을 한다. 따라서 Ras와 PDEδ의 상호작용을 저해하면 Ras 신호 전달을 억제할 수 있다. 본 연구에서는 과 발현시킨 recombinant PDEδ을 이용하여 형광을 갖는 화합물을 Fluorescence based polarization 실험을 통해 screening 하였으며 Kd값이 300-500 nM 수준의 화합물을 도출하였다. PDEδ 저해제로 알려진 화합물을 이용하여 Competition binding assay를 실시하였으며 그 결과 실험실 화합물이 PDEδ 저해제와 같은 binding site에 작용한다는 사실을 규명하였다. 추가적으로 분자 모델링 연구를 통해 화합물이 PDEδ의 활성화 자리에 리간드로서 상호작용 할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 Ras와 PDEδ의 직접적인 상호작용을 억제하는 저해제에 관한 연구에 기초지식을 제공할 것으로 기대된다.