Transcript PLC

II - 1
신경세포 신호전달 및 분화 과정에서
Phospholipase C의 역할 연구
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
II - 2
연구배경
PLC는 세포 신호 전달 기작의 핵심요소이다
Growth factors
Neurotransmitters
NT
PIP2
PLASMA MEMBRANE
PLC-b
O
P
+
O
-O
O-
O
O P
O-
RGS
PLC-g P
o
P
O
GDP
O
GTP
O-
g
O
Ga
b
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) J.Biol.Chem. 2273(6); 3618-3624
II - 3
연구배경
PLC isozyme은 특이적인 신호전달 체계를 구축하고 있다
Neurotransmitters
Growth factors
PIP2
PIP2
G
PLC-g
PLC-b
IP3
P SH2
SH2 SH3
DAG
Ca2+
PKC
Excitation, Secretion
?
?
IP3
DAG
PKC
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
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연구배경
PLC에는 10 종류의 동위효소가 존재하고 있다
PLC-b
(b1-4)
PLC-g
(g1&g2)
PLC-d
(d1-4)
PH
EF
X
Y
C2
PH SH2 SH2 SH3
PH
EF
X
PH
EF
X
PH
Y
Y
C2
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
C2
II - 5
연구배경
PLC-b isozyme은 각각 특이적인 신호전달 체계를 구축하고 있다
?
gb
P L C -b 1
aq
?
gb
P L C -b 2
aq
?
gb
aq
P L C -b3
Kim D.S. et al.(1997) Nature 389;290-293
? g aq
b
P L C -b4
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연구내용
GAL1 UAS PROMOTER
lacZ reporter gene
PDZ
AD
DNA-BD
PLC-b(C)
Brain cDNA
AD
PDZ
PLC-b(C)
transcription
DNA-BD
GAL1 UAS PROMOTER
lacZ reporter gene
Isolation of PLC binding protein genes
by Yeast-Two hybrid system
II - 8
연구결과
Table I. C-terminal putative PDZ binding motifs of PLC-bs
PLC b isotypes
C-terminal motif
b1
b2
b3
b4
D-T-P-L
E-S-R-L
N-T-Q-L
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
++
+++
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D irect
IP : a F la g A b
D irect
연구결과
F la g -P L C b 3
a F la g A b
B lo t :
H is-N H E R F 2
B lo t :
H A -N H E R F 1
a H is A b
a HA Ab
P L C -b 3 in teracted w ith N H E R F 2
G PCR
NHE3
a b g
P
X
?
Y
P L C -b
?
?
NH ERF2
ezrin
PK A
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연구배경
PC12 세포에서 PLC-g1 은 성장 및 분화신호전달을 매개하고 있다
EGF
PI3K
NGF
P
P
P
PLC-g1
Shc
Grb2
Sos
Ras
Raf
P
P
PI3K
P
PLC-g1
?
ERK
Transient
activation
Proliferation
Sustained
activation
Differentiation
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
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연구내용
EGF, NGF
PIP2
PI3K
PIP3
X
PLC-g1
Receptor
SH223
Y
IP3
p38
p120
Sos p97
Grb2
Ca2+
DAG
?
NF-kB
PKC
Shc
Ras
Raf
ERK
Comparison of growth and differentiation
among stable cell lines
PLC-g1PC12
PLC-g1SH223PC12
PC12
VectorPC12
PLC-g1 SH22PC12
PLC-g1 SH3PC12
PLC-g1PC12
PLC-g1SH223PC12
PC12
VectorPC12
PLC-g1 SH22PC12
PLC-g1 SH3PC12
분화
성장
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연구결과
Neurite outgrowth in various stable cell lines
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연구결과
PLC-g1에는 여러 종류의 단백질이 결합한다
PLC-g1에 특이적으로 결합하는 여러 종류의 단백질이 존재
Proteins
p180
p120
p97
p85
p68
p43
p38
Tissue
Normal Brain tumor
+
+++
++
++
+
+
+
+
+
+
+
++
Cell
V-3Y1 g1/w-3Y1
+
+++
+++
+
+
+
+
+
++
+
++
Remarks
Sos
Unknown
Dynamin
Unknown
Unknown
Actin
Unknown
Yeast-Two hybrid system으로 발견된 PLC-g1 결합 단백질의 유전자
Clones
ST-3
ST-12
ST-21
ST-30
ST-48
ST-51
ST-71
ST-85
Characteristics
Binding to SH223 domain
Binding to SH3 domain
Unknown
Binding to SH3 domain
Unknown
Unknown
Binding to SH223 domain
Binding to SH223 domain
Remarks
Sos
Dynamin
Actin
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연구결과
g1
X
g1  S H 2 N
X
g1  S H 2 C
X
SH 2
g1  S H 3
X
SH 2
g1  S H 2 2 3
X
SH 2
SH 2
SH 3
Y
SH 2
SH 3
Y
SH 3
Y
SH 2
Y
Y
g1  S H 2 2 3
SH 2
SH 2
SH 3
X
SH 2
SH 2
SH 3
Y
g1 /Y 7 7 1 F
X
SH 2
SH 2
SH 3
Y
g1 /Y 7 8 3 F
X
SH 2
SH 2
SH 3
Y
T im e(h r)
60
48
36
24
12
0
Pc
12
+T
et
g1 /H 4 3 4 A
P L C -g1
a ctin
P L C -g1 in d u ction in P C 12/T et-O ff system