신경세포 신호전달 및 분화 과정에서 Phospholipase C의 역할 연구 연구목표 연구책임자 : 서 판 길 포항공과대학교 생명과학과 연구목표 1. 신경세포 신호전달기작에서 PLC-b isozyme의 분자적 정체 및 각 isozyme의 특이적 역할 규명 2. 신경 세포의 성장과 분화에 대한 PLC-g1의 역할 규명 3. PLC 결합 단백질에 대한 단세포 항체 개발 및 PLC 매개 신호전달 기작 연구를 위한 Assay Kit 개발 제1세부과제(서판길): Phospholipase C-b 매개 신호전달 기전 연구 제2세부과제(류성호): 신경세포 성장 및 분화에서의 Phospholipase C-g 의 역할 제3세부과제(정준호): 신호전달 관련 단백질의 단세포 항체 개발 및 신호전달감지 Kit 개발

Signal Response 연구배경 PLC- b PLC- g ER PLC는 세포 신호 전달 기작의 핵심요소이다 Neurotransmitters Growth factors NT PLASMA MEMBRANE PIP2 G a b g + PLC- b O PLC- g O P O P - - O O GTP GDP O P O o RGS O - O O P O - O - IP3 DAG + + ER Ca2+ PKC Signal Response Ryu S.H. et al.(1987). J. Biol . Chem . 262(26); 12511-12518 Ryu S.H. et al.(1987) PNAS , 84; 6649-6653 Min D.S. et al.(1993) J. Biol . Chem . 268; 12207-12212 Kim M.J. et al.(1998) . 2273(6); 3618-3624

? 연구배경 PLC isozyme은 특이적인 신호전달 체계를 구축하고 있다 Growth, Proliferation Neurotransmitters Growth factors PIP2 PIP2 PLC-g G PLC-b P SH2 SH2 SH3 IP3 DAG ? IP3 DAG Ca2+ PKC ? PKC Excitation, Secretion Growth, Proliferation Lee Y.H. et al.(1993) BBRC 194; 665-670 Noh D.Y. et al.(1994) Cancer Res. 73; 36-41 Lee Y.H. et al(1994) J.Biol.Chem. 269;26842-26847 Bahk Y.Y. et al.(1994) J.Biol.Chem. 269;8240-8245 Baek S.H. et al.(1996) J.Biol.Chem. 271;8170-8182 Bae S.S. et al.(1998) J. Neurochem. 71;178-185

연구배경 PLC에는 10 종류의 동위효소가 존재하고 있다 b ( 1-4) C2 PH EF X Y d g 1& 2) SH2 SH3 Suh P.G. et al. (1988) J.Biol.Chem. 263;14497-14456 Suh P.G. et al.(1989) PNAS 85; 5419-5423 Suh P.G. et al.(1989) Cell 54; 161-169 Kim M.J. et al.(1993) BBRC 194;706-712 Bahk Y.Y. et al.(1994) J.Biol.Chem.269; 8240-8245 Kim M.J. et al.(1998) J.Biol.Chem. 273;3618-3624

연구배경 PLC-b isozyme은 각각 특이적인 신호전달 체계를 구축하고 있다 Kim D.S. et al.(1997) Nature 389;290-293

Isolation of PLC binding protein genes by Yeast-Two hybrid system 연구내용 GAL1 UAS PROMOTER lacZ reporter gene AD PLC -b (C) DNA-BD PDZ Brain cDNA AD PLC -b (C) DNA-BD PDZ transcription GAL1 UAS PROMOTER lacZ reporter gene Isolation of PLC binding protein genes by Yeast-Two hybrid system

연구결과 PLC b isotypes C-terminal motif b1 D-T-P-L b2 E-S-R-L b3 N-T-Q-L Table I. C-terminal putative PDZ binding motifs of PLC-bs PLC b isotypes C-terminal motif b1 D-T-P-L b2 E-S-R-L b3 N-T-Q-L b4 A-T-V-V cf) PLC g1 D-N-R-L Table II. Results of yeast two hybrid screening with C-terminal of PLC b3. pBHA clones pGAD10 clones HIS3 b-Gal C-terminal pGAD10 alone - - of PLC b2 NHERF PDZ1 - - (ESRL) NHERF PDZ2 - - Shank1 PDZ - - NHERF2 PDZ2 ++ +++

연구결과

? EGF NGF Proliferation Differentiation 연구배경 Shc Grb2 Sos Ras Raf ERK PLC- g 1 PI3K EGF Proliferation Differentiation Sustained activation Transient ? PC12 세포에서 PLC-g1 은 성장 및 분화신호전달을 매개하고 있다 Lee Y.H. et al.(1995) FEBS Lett. 385;105-108 Lee S.J. et al.(1995) J.Biol.Chem.270(28);16378-16384 Bae S.S. et at.(1998) J.Neurochem.71;178-185

Comparison of growth and differentiation among stable cell lines PKC Ras DAG PIP 2 3 PI3K Shc Grb2 Receptor 분화 성장 IP Ca 2+ NF- kB Raf ERK PLC- g 1 X Y SH223 p38 p120 p97 ? Sos EGF, NGF 연구내용 Comparison of growth and differentiation among stable cell lines PLC-g1PC12 PLC-g1SH223PC12 PC12 VectorPC12 PLC-g1 SH22PC12 PLC-g1 SH3PC12

연구결과 Neurite outgrowth in various stable cell lines

PLC-g1에는 여러 종류의 단백질이 결합한다 연구결과 특이적으로 결합하는 여러 종류의 단백질이 존재 Clones Characteristics Remarks ST-3 ST-12 ST-21 ST-30 ST-48 ST-51 ST-71 ST-85 Binding to SH223 domain Binding to SH3 domain Unknown Sos Dynamin Actin p180 p120 p97 p85 p68 p43 p38 + - + + + + + Proteins Normal Brain tumor V-3Y1 1/w-3Y1 Tissue Cell Yeast-Two hybrid system으로 발견된 PLC-g1 결합 단백질의 유전자 PLC-g1에는 여러 종류의 단백질이 결합한다 연구결과

연구결과