세포에서 인산화(phosphorylation), 메틸화(methylation), 유비퀴틴화(ubiquitination) 및 아세틸화(acetylation) 같은 전사후 수정(post-translational modification)은 생물학적 과정의 중심에서 매우 중요한 조절 모듈이며, 다수의 효소에 의해 엄격히 제어됩니다. 히스톤(Histone)은 염색질을 구성하는 중심 단백질로, 이들은 DNA가 감기는 축 역할을 해서 DNA의 응축을 도웁니다. 히스톤의 아세틸화(histone acetylation)와 탈아세틸화(deacetylation) 간의 균형은 유전자발현의 조절에서 극히 중요한 역할을 합니다. 히스톤 아세틸화효소(histone acetyl transferase, HAT)가 유도하는 히스톤 아세틸화는 유전자 전사와 관련되었으며, 히스톤 탈아세틸화효소(histone deacetylase, HDAC) 활성이 유도하는 히스톤 저아세틸화(histone hypoacetylation)는 유전자 침묵(gene silencing)과 관련되었습니다. 아세틸화와는 달리, 히스톤 라이신(lysine)의 메틸화(methylation)는 메틸화시키는 부위와 정도(모노, 디 또는 트리)의 차이에 따라 활성화 또는 억제 신호를 보낼 수 있습니다.
히스톤 탈아세틸화효소(HDAC)는 핵심 종양억제 단백질과 암유전자를 포함한 다양한 비-히스톤성 기질(non-histone substrates)의 아세틸화 상태 역시 조절합니다. HDAC의 작용에 의한 유전자 발현의 이상과 돌연변이는 모두 세포증식과 세포주기의 조절, 세포자멸사 같은 중요한 세포기능을 조절하는 핵심 유전자의 비정상적인 전사를 유도하므로, 종양의 발달(tumor development …
GSK-3 (glycogen synthase kinase-3)는 모든 세포에서 상시 활성형태로 존재하는 다기능의 단백질 세린/트레오닌 키나제(serine/threonine kinase)이지만, 특히 뇌에서 더 높은 활성을 보입니다. GSK-3란 명칭은 본래 글리코겐 생성에 관여하는 글리코겐 합성효소(glycogen synthase)를 인산화(phosphorylation) 및 불활성화시키고, 글루코스(당) 대사를 조절하는 GSK-3의 기능에서 붙여졌습니다. 유전자와 단백질이 새로이 발견되면, 발견 당시의 그 기능에 의거한 이름을 자주 붙입니다. 그 후 GSK-3는 많은 단백질들을 인산화시킬 수 있는 다기능 효소임이 밝혀졌습니다. 단백질의 인산화 반응은 그 활성을 켜거나 끄는 분자스위치(molecular switch) 역할을 합니다. GSK-3는 많은 인산화 표적을 가지고 있습니다. 그러므로 GSK-3가 친-세포자멸사적(pro-apoptotic) 및 항-세포자멸사적(anti-apoptotic) 역할을 모두 하는 것이 놀랍지는 않습니다.
GSK-3는 현재 광범위한 세포기능의 핵심 조절자로 알려졌습니다. GSK-3는 세포증식, 줄기세포 재생, 세포자멸사 및 세포발달에 중요한 많은 신호경로를 통해 수 많은 세포과정들(cellular processes)을 조절합니다. 이러한 다양한 역할들 때문에 GSK-3의 조절이상은 퇴행성 신경질환(알츠하이머병, 파킨슨병), 뇌졸중(stroke), 조울증, 제2형 당뇨병, 염증 및 암을 포함한 많은 질환에 연루되어 …
인체의 면역계는 적절히 기능 시, 체내에서 건강한 세포와 외부 이물질을 구별하는 정교한 방어시스템입니다. 거의 90%의 사람들은 자신들의 면역계를 질병을 막아내는 가장 특별한 신체방어기전으로 여기며, “면역증진”이란 개념을 가장 먼저 떠올립니다. 이는 단순하고도 바람직하게 들립니다. 우리가 면역을 증진시킬 수 있을까요? 그렇다면 무엇을 할 수 있을까요? 면역증진이란 완전히 비합리적인 유추(analogy)입니다.
면역계에는 수 많은 미생물들에 수 많은 방법으로 대응하는 여러 다른 종류의 면역세포들이 있으므로, 면역세포를 증진시킨다는 것은 특히 복잡합니다. 우리는 어떤 면역세포를 증진시켜야만 하며, 그 수는 어떻게 정해야 할까요? 아직까지 과학자들도 이에 대한 답을 모릅니다. 면역반응의 상호연계성과 복잡성에 대해 우리는 아직도 모르는 것이 너무나 많습니다. 면역계의 주요 구성요소로는 림프절, 비장, 골수, 림프구, 흉선, 그리고 백혈구가 있습니다. 우리의 면역계는 뇌와 흉선, 부신 및 다른 선(glands)에서 분비되는 호르몬에 의해 조절되며, 이들은 여러 종류의 면역세포의 생성과 활성을 조절합니다.
그러나, …
