혈관 신생 억제제는 암세포를 증식시키는 내피세포를 근본적으로 표적으로 삼으며, 인체 내에 존재하는 유전자를 바탕으로 유전자 재조합 방식을 통해 다량 생산이 가능하기 때문에 기존 화학 항암제와는 달리 정상 조직에 대한 독성이 현저하게 적으며 약제 내성이 거의 없다는 장점을 지니고 있어 향후 치료제로 개발될 경우 항암제 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 전망되고 있다.
본 연구팀은 혈관 신생 억제 단백질로 Cell(2002, Vol 111,709-720)에 보고된 ARD1단백질을 타겟으로 하여 구조-활성 관계 연구를 통해서 새로운 항암제를 개발하기 위한 연구를 진행하였다. 단백질의 구조 연구시 다양한 문제점이 발생할 수 있기 때문에 유전자 서열 및 구조 유사성을 가질 것으로 보이는 human, mouse, zebrafish, Thermoplasma volcanium유래 ARD1단백질에 대한 구조 연구를 동시에 진행하였다.
고농도에서 물성이 안정한 단백질을 생산하기 위한 최적화된 정제조건을 확립하였으며, CD spectrum를 이용해서 다양한 용액 상에서의 안정한 조건(pH, salt, 온도)을 찾아보았다. 2차 구조 예측프로그램 및 CSI, TALOS프로그램을 이용해서 2차 구조를 예측하였다.
단백질의 3차 구조 결정방법으로 사용되는 NMR과 X-ray Crystallography방법을 병행하여 사용하여서 Thermoplasma volcanium유래 ARD1단백질의 3차 구조를 결정할 수 있었으며 이를 바탕으로 human ARD1의 3차 구조를 모델링을 통해 구할 수 있었다. 최근에는 mutation방법을 통해서 더욱더 soluble한 hARD1 construct를 얻어냈으며, 이를 바탕으로 더 정확한 hARD1이 3차 구조를 얻기 위해서 NMR과 X-ray Crystallography실험을 동시에 진행하고 있어 좋은 결과가 예상되고 있다.
표면 노출도 계산을 통해서 표면에 노출된 6개의 Histidine잔기가 HIF-1α의 acetylation의 과정에 관여할 것으로 예측되었으며, ARD1과 interaction하여서 혈관신생억제에 관여할 것으로 알려진 HIF-1α단백질의 ODD domain에서 ARD1과 interaction할 것으로 예측되는 peptide를 발견하여 이를 합성하여서 ITC, NMR을 이용한 interaction실험을 진행하였다.