심근분화과정 중 β2-tubulin의 tyrosine nitration을 통한 새로운 nitric oxide signaling 조절기전 연구

초록

목적 : NO (Nitric oxide)는 심혈관 항상성에 작용하는 중요한 조절인자로 심근세포로의 분화에 있어서도 중요한 신호전달물질로 제시되고 있다. 그러나 이에 관한 분자적 기전에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 mouse embryonic stem cell line인 P19CL6를 이용하여 심근분화와 관련하여 NO가 작용하는 새로운 조절기전을 밝히고자 하였다. 방법 : P19CL6 cell에 1%의 DMSO를 첨가하여 심근으로의 분화를 유도하고, 분화과정 동안 NO에 의한 nitration에 대해 조사하였다. LC-MS/MS 방법으로 동정한 두 tyrosine 잔기, Tyr-106과 Tyr-340, 중 특히 microtubule의 기능과 더욱 밀접한 tyrosine잔기의 규명 및 그 기능에 대해 immunofluorescence assay (IFA)와 GST-pull down assay를 이용하여 조사하였다. 결과 : P19CL6 cell이 심근으로 분화하는 동안, endogenous하게 생성된 NO에 의해 β 2-tubulin이 nitration되며, tyrosine nitration 반응은 cardiac troponin Ⅰ가 발현되고, 자발적인 beating 현상을 보이는 부위에서 특이적으로 발현됨을 알 수 있었다. 또한, nitration 반응이 증가함에 따라 microtubule association proteins (MAPs) 중, microtubule의 destabilizer로 작용하는 Op18/stathmin과의 상호작용이 증가함을 알 수 있었고, 이는 nitration된 두 Tyr잔기 중, Tyr-106 잔기가 Op18/stathmin과 더욱 강하게 작용함을 GST-pull down assay를 이용하여 알 수 있었다. 더 나아가, tyrosine이 nitration된 β2-tubulin은 cell 내에서 soluble depolymerization pool에 주로 존재함을 알 수 있었다. 결론 : 본 연구결과, 심근세포로의 분화과정 중, β2-tubulin의 tyrosine nitration은 Op18/ stathmin과의 상호작용을 통해 심근으로의 특이적인 beating 기능을 나타내는데 중요한 역할을 할 것이며, 이는 NO와 관련된 새로운 심근분화조절 기전으로 제시될 수 있을 것이다.

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