The role of Src kinase in regulation of HDAC3 function

Abstract

히스톤 탈아세틸화 효소 3(HDAC3)는 히스톤에 있는 아세틸기를 제거하여 아세틸화 수준을 감소시킨다. HDAC3는 히스톤 뿐만 아니라 다른 여러 단백질들과 결합하며 세포 기능을 조절한다. Casein kinase 2(CK2)에 의해 HDAC3 424번 세린 잔기의 인산화가 이뤄지고 HDAC3의 활성이 증가되는 것이 잘 알려져 있다. CK2뿐만 아니라 타이로신 인산화 단백질인 Src이 HDAC3와 결합하여 인산화 한다는 것이 보고되었다. 하지만 Src에 의한 HDAC3를 인산화 자리가 규명되지 않았으며 HDAC3의 활성을 조절에 대한 연구도 진행되지 않았다. 유방암은 전 세계적으로 여성들에게 발병률이 높은 암이다. 유방암은 단백질의 발현 형태에 따라 크게 luminal A, luminal B, HER2 및 triple negative breast cancer (TNBC)의 네 가지 아형으로 분류된다. 현재까지 시행되는 유방암 치료는 유방 절제술, 방사선 요법, 화학 요법, 호르몬 요법 및 표적 치료가 있으며 아형에 따라 다양한 방법으로 적절하게 수행되고 있다. 암에서의 분자 경로에 대한 이해를 바탕으로 암에서 발현이 높은 단백질에 대한 높은 특이성을 가진 표적 치료에 많은 관심을 가져 이를 토대로 치료방법이 발전 되었다. 하지만 암 의 치료과정에서 암세포의 이질성에 따라 항암제에 저항성을 갖는 암세포가 생긴다. 저항성을 지닌 암세포는 성장에 관여하는 여러 신호 전달 경로를 활성화하고 세포 사멸을 피하는 기전으로 증식하여 표적 치료 요법으로 치료가 쉽지 않다. 또한 치료 후에도 재발이 많이 일어난다고 보고되었다. 본 연구에서는 Src과 HDAC3의 직접적인 결합을 GST pull down assay와 면역침강법을 통해 제시하였다. 또한 domain mapping을 통해 Src이 HDAC3 카르복실기 말단부위(277-428번 아미노산) 와의 결합하여 3개의 타이로신 잔기(325번, 328번 331번 아미노산)를 인산화한다는 것을 밝혔다. 또한 Src과 HDAC3가 함께 고발현 될 때 HDAC3 활성이 증가되지만 HDAC3 325번, 328번, 331번의 타이로신 잔기가 알라닌으로 치환될 때 Src을 고발현 하여도 HDAC3의 활성이 증가하지 않는 것을 확인하였다. 또한 kinase 기능을 못하는 Src이 고발현 되어도 HDAC3의 활성이 증가되지 않는다는 것을 확인하였다. 이를 통해 Src이 HDAC3의 활성을 증가시키는 것을 확인하였다. 또한 유방암세포에서 인산화 일어날 수 없는 돌연변이 HDAC3가 stable expression 될 때 대조군에 비해서 증식 속도가 뚜렷하게 낮아졌다. 이를 통해 HDAC3와 Src의 발현이 유방암세포 증식에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.