바이오인

 

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Mammalian 세포의 세포분열주기 (cell division cycle)의 진행은 수많은 단백질들의 정교한 상호 조절 및 결합 작용을 통하여 이루어지게 된다. 여기 관여하는 단백질 중 중요한 category가 protein kinase들 인데 세포가 각 단계의 세포주기과정으로 진행하기 위하여 specific한 stage에서 활성화 된다.

 

 대표적인 cell cycle specific protein kinase는 cyclindependent kinase (Cdk) family이다. Stage-specific하게 발현 되는 cyclin과 결합하여 활성화되기 때문에 kinase 자체의 발현 여부 외에 이러한 조절 단백질의 발현 및 결합기작이 중요하다. 또 다른 cell cycle specific protein kinase로 알려진 protein kinase로 Polo-like kinase (Plk) family가 있 다. Plk 라는 이름은 Drosophila melanogaster의 polo gene에서 유래된 것으로 최근까지 많은 species에서 그 homolog gene들이 발견되었다. Budding yeast나 fission yeast, 그리고 D. melanogaster에는 한 종류의 Plk gene이 알려져 있지만 mammalian system에는 지금 까지 4 종류 (Plk1, Plk2, Plk3, & Plk4)가 발견되었고 이들은 각기 다른 세포분열주기 stage에서 발현되어 각기 다른 작용한다 (Fig. 1).

 

Plk1은 mitosis와 cytokinesis 동안 일어나는 많은 과정을 조절한다. 지금까지 가장 많은 연구가 되어 있는 Plk family이 기 도 하 며 , D. melanogaster와 yeast에서 발견된 Plk homolog와도 그 기능이 유사하다. Plk2는 다른 이름으로 Snk (Serum-inducible kinase)이며, tranion level이 early cell cycle stage에서 매우 높고 G1-S phase에서 작용하는 것으로 알려졌다.1,2 Plk3은 Fnk (Fibroblast-growth-factor inducible kinase) 또는 Prk (Proliferation-related kinase) 이라고도 하고, S-G2 phase에 서 가장 활성이 높아 G2에서 mitosis phase로 가는 과정에 관여 할 것으로 예측하고 있다.3 또한 Plk3는 DNA damage checkpoint에도 관여한다고 알려졌다.4,5 Plk4는 Sak (Snk akin kinase)라고도 하며, 구조나 조절 기작이 다른 Plk family와는 차이가 있으나 이 kinase가 발현되지 않는 knock-out mice는 telophase cell이 매우 증가하여 발생초기에서 mitotic arrest 되는 것으로 보아 mitosis exit 과정에 관여 할 것이라 생각되고 있다.6 그럼에도 불구하고, Plk2, Plk3, 및 Plk4는 아직 정확한 기작을 모르는 상태이며, 최근 세포분열과정에 대한 연구이외에 Plk2 와 Plk3인 경우 synaptic plasticity과정을 조절한다는 보고가 있다.7,8 Plk1은 지금까지 그 기능이 가장 많이 알려져 있고 최근 이 protein kinase 하나에 관하여 한해에 수십편의 논문이 게재되고 있으며, cancer의 발생 조절 기전과도 연관되어 다양한 cancer의 diagnostic marker로써도 이용되고 있는 추세이다.

 

따라서 이 글 에서는 필자와 몇몇 실험실에서 보고한 연구 결과들을 토대로하여 mammalian Plk1에 관한 내용을 주로 소개 하고자 한다.

 

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