패혈증 원인 물질의 생체 내 메커니즘 최초 발견 - 패혈증 예방 및 치료제 개발 기대 - 
연구결과 개요
2. 연구내용
ㅇ 지난 2~30년간 단백질결정학 방법을 통한 LBP, CD14, TLR4-MD2 단백질들의 3차 분자구조 규명 및 다양한 생화학적 연구방법들을 이용하여 내독소 인식 및 전달 관련 많은 연구가 이루어져 왔다. 하지만 내독소 인식 및 전달은 매우 빠르고 동적인 단백질 상호작용에 의해 일어나기에 연구에 많은 어려움을 겪어 왔다. 이 연구에서는 최신 바이오투과전자현미경 기법과 단분자 형광기법을 이용하여 이러한 기술적 한계를 극복함으로써 LBP, CD14, TLR4-MD2 단백질들의 상호작용에 의한 박테리아 내독소 인식 및 전달과정의 핵심 분자메커니즘을 규명하였다.
ㅇ 특히 이 연구에서는 첨단기술인 바이오투과전자현미경 기법을 활용하여 각각의 분자의 모양을 분석함으로써 박테리아 내독소/LBP 복합체 구조를 최초로 규명하였다. 막대모양의 LBP 단백질이 그들의 N-도메인 끝을 통해 내독소 마이셀 표면에 결합함으로써 박테리아 내독소만을 특이적으로 인식하는 것을 발견하였다.
ㅇ 이 연구에서는 동적인 단백질 상호작용을 실시간으로 모니터링하고 정량화할 수 있는 단분자 형광 시스템을 새롭게 구축하였다. 이를 통해 마이셀 형태로 존재하는 박테리아 내독소의 표면에 결합한 LBP 단백질의 C-도메인과 땅콩모양의 CD14 단백질이 정전기적 결합을 통해 빠르게 박테리아 내독소 한 분자만을 가져가는 동적인 상호작용을 규명하였다. 또한 하나의 LBP 단백질에 여러 CD14 분자가 붙었다 떨어졌다를 반복하면서 박테리아 내독소를 계속하여 하나씩 가져가는 분자메커니즘도 규명하였다.
ㅇ 다양한 TLR-MD2 돌연변이들을 제작하여 유리슬라이드에 부착시킨 후 CD14로부터 전달받는 박테리아 내독소 분자의 움직임을 구축한 단분자 형광 시스템을 통해 관찰함으로써 CD14와 TLR4의 특정 부위의 상호결합이 내독소가 CD14로부터 TLR-MD2로 전달되는데 핵심부위임을 규명하였다.
ㅇ 또한 마우스 면역세포인 수지상세포에 내독소 전달 길목을 차단하는 LBP 돌연변이를 처리하였을 때 박테리아 내독소에 의해 유도되는 선천성면역 활성이 현저히 억제됨을 확인함으로써 패혈증 치료제 개발을 위한 신규 전략을 선도적으로 제시하였다.
패혈증 원인 물질의 생체 내 메커니즘 최초 발견
박테리아 내독소와 LBP 복합체 구조를 어떤 기법을 사용해 각각의 분자의 모양을 분석함으로써 규명했어
바이오투과전자현미경 기법