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Caspase-dependent Cleavage of Caveolin-2 in Staurosporine-induced 3T3-L1 Adipocytes

김동준 (Kim, Dong-Joon, 경상대학교 대학원)

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  • 발행기관 경상대학교 대학원
  • 지도교수 김충원
  • 발행년도 2006
  • 학위수여년월 2006. 2
  • 학위명 석사
  • 소속대학원 및 학과 대학원 의학과
  • 전공 생화학전공
  • 원문페이지 vii, 51
  • 본문언어 영어
초록/요약moremore
Caveolae는 plasma membrane에 50-100 nm의 flask형태의 함몰된 구조로, membrane trafficking, cellular cholesterol homeostasis, endocytosis, potocytosis, transcytosis 등을 포함한 생체내 신호전달 과정에서 중요한 조절자로 작용하고 있다. Caveolin은 caveolae를 구성하는 구조단백질이며, caveolin-1, caveolin-2, 그리고 caveolin-3 gene family로 분류된다. caveolin-1과 cav...
Caveolae는 plasma membrane에 50-100 nm의 flask형태의 함몰된 구조로, membrane trafficking, cellular cholesterol homeostasis, endocytosis, potocytosis, transcytosis 등을 포함한 생체내 신호전달 과정에서 중요한 조절자로 작용하고 있다. Caveolin은 caveolae를 구성하는 구조단백질이며, caveolin-1, caveolin-2, 그리고 caveolin-3 gene family로 분류된다. caveolin-1과 caveolin-2는 대부분의 cell type 에서 발현(co-expression)되며 hetero-oligomeric complex를 이룬다. 특히 분화가 이루어진 지방세포(adipocytes)에 발현량이 가장 많다. 이에 반해 caveolin-3 는 근(筋)세포에서만 발현되는 특이성을 지닌다. 아미노산 서열을 비교 분석한 결과, caveolin-1과 caveolin–3는 85%의 높은 유사성을 보여준 반면 caveolin-2는 caveolin-1에 대하여 상대적으로 낮은 유사성을 보여주었다. 현재 caveolin-1이 세포사멸(apoptosis)이 일어나는 신호전달 체계에서 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어져 있지만, apoptosis에 대한 caveolin-2의 세포내 기능에 관여하는 연구는 거의 이루어져 있지 않다. 따라서 caveolin-2가 과연 apoptosis가 일어나는 신호전달 과정에 관여하는지 우선적으로 확인하고자 하였다. 본 실험에서는 먼저 3T3-L1 fibroblast를 adipocyte로 분화시켜 caveolin이 다량으로 발현되는 시스템을 구축한 후. 단백질 인산화 억제제인 staurosporine을 처리하여 caveolin의 변화양상을 조사하였다. 3.4 μM staurosporine을 처리하여 apoptosis를 유도한 3T3-L1 adipocyte에서 시간에 따른 caveolin-1의 발현량 증가와 caveolin-2의 단편화 현상(fragmentation)을 확인하였다. Caveolin-2의 단편화 현상은 동일한 조건에서 caspase-3와 caspase-7이 활성화되는 시점과 일치하였는데, 이 결과는 caveolin-2와 이들 caspase간의 깊은 관련성을 시사하고 있다. 흥미롭게도 일반적으로 사용되는 caspase 저해제(inhibitor)인 Ac-DEVD-CHO를 1시간 동안 전처리 한후 동일한 조건으로 3T3-L1 adipocyte에 apoptosis를 유도하였을 경우 caveolin-2의 단편화 현상이 현저히 억제되었다. 이 결과는 staurosporine에 의해 활성화되는 caspase에 의해 caveolin-2가 특이적으로 반응하여 절단(cleavage) 되어짐을 보여준다. 이상의 결과에서 staurosporine에 의해 야기되는 apoptosis의 신호전달 과정에서 caveolin-2가 caspase의 기질(substrate)임을 알 수 있었고, 이 사실은 caveolin-1 뿐만 아니라 caveolin-2도 apoptosis가 일어나는 과정에서 다방면으로 관여할 수 있음을 제안한다. 따라서 본 연구 결과는 apoptosis의 신호전달 체계의 이해에 도움을 줄 수 있고, 특히 caveolin-1과 caveolin-2의 기능을 통하여 apoptosis가 일어나는 상황에서 caveolae의 새로운 역할을 규명하는데 핵심적인 연구가 될 수 있음을 시사하고 있다.
목차moremore
Ⅰ. INTRODUCTION 1
1. Caveolae 2
2. Caveolin 6
...
Ⅰ. INTRODUCTION 1
1. Caveolae 2
2. Caveolin 6
3. A role of caveolin in apoptosis 13
4. Objective 15
Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 18
1. Materials 19
2. Adipocyte Differentiation 19
3. Microscopy 20
4. Apoptosis 20
5. Internucleosomal DNA fragmentation analysis 21
6. Immunoblot 21
Ⅲ. RESULTS 23
1. Differentiation of 3T3-L1 Fibroblasts to Adipocytes 24
2. Staurosporine-induced Apoptosis in 3T3-L1 cells 27
3..Proteolytic Cleavage of Caveolin-2 during Staurosporine induced .Apoptosis in 3T3-L1 cells 30
4..Caspase-3 and -7 were Activated in Staurosporine-induced Apoptotic 3T3-L1 Adipocytes 33
5..Caveolin-2 is a Substrate for Caspase-mediated Proteolysis during Apoptosis 36
6. Mapping of a Potential Caspase Cleavage Site in Caveolin-2 39
Ⅳ. DISCUSSION 42
Ⅴ. REFERENCES 46