<h1>서 론</h1><p>Cytochrome P450는 원핵세포와 진핵세포에 모두 존재하는 Heme을 함유한 mono-oxygenase 단백질군으로서, 외부로부터 들어오는 유해한 화학물질을 대사 분해할 뿐만 아니라 생체화합물의 합성과 분해에도 중요한 역할을 수행한다예를 들면 약물, 환경독성물질 혹은 암 유발물질과 같은 외부 화학물질의 대사 및 스테로이드 화합물, 비타민, 지방산 유도체 등과 같은 생체화합물들의 대사는 이러한 산화제에 의해 일어난다. 이들 P450 단백질군의 특징들 중의 하나는 각각의 다른 화학물질에 의해서 특정한 소 군의 유전자의 발현이 촉진되어 다양한 기질들의 대사를 할 수 있기 때문에 특히 동물의 간에서 약물들간의 상호작용이 일어나고 다른 약물의 활성과 대사를 변형시키는 데 중요한 역할을 수행한다.</p><p>Phenobarbital (PB)은 간에 다양한 영향을 미치는 화학 물질로서 Cytochrome P450를 포함한 여러 유전자의 mRNA 의 발현을 조절한다. henobarbital에 의해서 세포 내 소포체에서 약물대사가 조절된다는 사실은 오랫동안 알려져 왔지만, 이에 관련된 중요한 효소인 Cyto-chrome P450 유전자의 발현에 관한 활성 조절기전은 아직 정확히 밝혀져 있지 않다. 최근에 이중 Phenobarbital에 의해서 가장 현저하게 발현의 영향을 받는 Cytochrome P450 2B 유전자에 대한 분자적 발현조절 기전을 규명하기 위한 많은 연구와 진전이 있었다. 먼저, CYP2B2 유전자의 \( 5^{\prime} \) upstream에 위치한 \( -2.3 \mathrm{~kb} \) 주위의 염기서열에 Phenobarbital에 반응하여 발현을 촉진시키는 Cis-acting enhancer의 기능이 존재하는데, 이는 정상적인 생체의 자연적인 유전자를 사용하거나 외부로부터 상이한 임의의 유전자 (Heterologous)를 접목시켜 일시적인 transfection 혹은 생쥐의 제1차 세포배양을 통하여 유전자의 발현을 촉진함을 밝혀내었다 이러한 염기 서열은 DNA를 간세포에 직접 주입하였을 때 상이한 Promoter를 사용하여도 Phenobarbital에 의해서 유전자 발현의 촉진을 유발하는 것으로 알려졌다. 또한 PBRU (Phenobarbital Responsive Unit)의 염기서열에 대한 변이분석을 통하여 이 조절부위에 다양하고 중복적인 조절인자 결합부위가 존재하는데 핵 수용체 결합부위인 NR-1, NR-2, 그리고 NF-1이 이에 해당한다.</p><p>약물대사의 전형적인 촉진제에 해당하는 Phenobarbital 에 의해서 발현되는 CYP2B 유전자의 발현촉진 매개인자로서 Constitutive Androstane Receptor (CAR)가 최근에 규명되었다. 핵 수용체인 CAR 는 PBRU에 위치한 두 군데의 핵 수용체 결합부위 (NR-1, NR-2)에 결합하는데, 외부로부터 자극이 없는 상태에서는 간세포의 세포질에 존재하고, Phenobarbital을 처리한 동물의 세포에서는 핵으로 이동함으로써 Retinoic Acid Receptor (RXR)와 이량체 (Heterodimer)를 형성하여 NR부위에 결합하게 된다. 사람의 간암세포인 HepG2를 배양했을 때, 동물세포에서 발현할 수 있는 Pro moter를 가진 vector에 clone된 CAR유전자를 일시적 또는 안정적으로 세포 내 transfection시켰을 경우 PBRU의 활성을 촉진시켰을 뿐만 아니라 세포 내 존재하는 CYP2B6 유전자의 발현도 증가되는 현상이 밝혀졌다. 기능이상실된 CAR 유전자를 가진 유전자 변이 생쥐에 있어서는 Phenobarbital을 처리하여도 YP2B 유전자의 발현이 촉진 되지 않기 때문에 Phenobarbital에 의한 CYP2B 유전자의 발현 촉진 기전에는 CAR가 중요한 역할을 함을 보여 준다. CAR는 리간드가 없는 상태에서도 비교적 높은 활성을 갖는 것으로 보아 다른 일반적인 핵 수용체와는 다른 특이적인 성질을 가진다고 할 수 있다. CAR에 대한 리간드로 처음 밝혀진 것이 Androstanes인데 이들은 CAR의 활성을 촉진하기보다는 오히려 억제하기 때문에 항상 활성을 지닌 수용체라는 뜻인 Constitutive Receptor로 CAR가 알려지게 되었다. 이러한 CAR 의 활성을 억제하기 위한 Androstanes의 농도는 생리적 농도보다 횔씬 높아야 되기 때문에, Phenobarbital이 처리되지 않은 in vivo 내에서 CAR의 활성억제 조절은 세포 내의 특정 compartment localization과 같은 ligand 이외의 다른 기전이 관여하는 것으로 추정되고 있다.</p><p>하지만, 지금까지 연구된 CAR의 역할은 모두 간세포 내에서 작용하는 Phenobarbital의 매개체로서 알려져 있다. 다세포 동물에서 각각의 분화된 세포는 독특한 유전자의 발현 Pattern을 갖고 있어서 어느 특정한 세포에서 일어나는 유전자의 발현 특징이나 작용기전 혹은 기능이 다른 종류의 세포에서는 일어나지 않거나 상이한 기전에 의해서 조절된다. 예를 들어, 쥐의 간에서는 Phenobarbital에 의해 cytochrome P450 2B1과 2B2의 발현이 촉진되지만, 콩팥과 같은 간 이외의 조직에서는 CYP2B 유전자의 발현이 현저하게 낮을 뿐만 아니라 Phenobarbital에 의한 유도발현도 일어나지 않는 것으로 알려져 있다. 이러한 세포에 따른 반응특이성의 차이를 이용하여 유전자 발현에 관여하는 인자들을 규명하는데 기초적 자료로 이용될 수 있다.</p><p>따라서 본 연구의 목적은 CYP2B 유전자의 발현이 일어나지 않는 콩팥세포에서 유래한 COS cell line을 이용하여, CAR 단백질을 일시적으로 발현시켰을 때 CYP2B1PBRU의 활성촉진에 영향을 미치는지의 여부를 조사하고자 하였다.</p>
Cytochrome P450가 속해있는 단백질군은 무엇인가?
mono-oxygenase