김영호 연구실
의예과
김영호
김영호 연구실은 유전생화학 및 분자생물학 분야에서 라이실옥시데이즈(LOX) 및 LOX 유사 단백질(LOXL1, LOXL2, LOXL3, LOXL4)의 구조와 기능, 그리고 이들의 생리적·병리적 역할에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 LOX 계열 단백질이 결합조직의 구조적 안정성 유지에 필수적인 아민 산화효소로서, 콜라겐과 엘라스틴의 교차결합을 매개하는 분자적 메커니즘을 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 다양한 LOX 유전자 변이와 이들의 조직 특이적 발현, 그리고 변이 단백질의 효소 활성 및 기질 특이성에 대한 연구를 통해, LOX 계열 단백질의 기능적 다양성과 그 조절 메커니즘을 밝히고 있습니다.
특히, 최근에는 LOX 및 LOX-v2와 같은 변이체가 세포핵 내에서 수행하는 새로운 기능에 주목하고 있습니다. LOX 계열 단백질이 히스톤 단백질 등 핵 내 표적에 대해 아민 산화효소 활성을 보이며, 유전자 발현 조절, 세포 주기, DNA 복구, 세포 노화, 암 억제 및 촉진 등 다양한 핵심 생물학적 과정에 관여함이 밝혀지고 있습니다. 또한, LOX-v2가 PML-NBs와의 공위치성을 보이며, SUMOylation과 같은 후성유전학적 변형에도 영향을 미치는 등, 세포 내외에서의 다중 기능성을 규명하고 있습니다.
이와 더불어, LOX 계열 단백질의 발현 및 기능 이상이 골대사질환, 암 전이, 안과 질환(비늘녹내장 등) 등 다양한 질환의 발병 및 진행과 어떻게 연관되는지에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 동물모델, 세포주 실험, 임상 샘플 분석 등 다양한 접근법을 통해, LOX 계열 단백질의 생리적·병리적 역할을 분자 수준에서 규명하고, 이를 바탕으로 진단 및 치료법 개발에 기여하고자 합니다.
본 연구실은 유전자 클로닝, 단백질 발현 및 정제, 효소 활성 분석, 조직 특이적 발현 패턴 분석 등 첨단 분자생물학적 및 생화학적 기법을 적극적으로 활용하고 있습니다. 또한, 다양한 국내외 연구재단 및 기관과의 협력 연구를 통해, LOX 계열 단백질 연구의 학문적 깊이와 폭을 넓혀가고 있습니다.
이러한 연구 성과는 결합조직 질환, 암, 골대사질환, 안과 질환 등 다양한 질환의 분자적 병태생리 이해에 중요한 기초 자료를 제공하며, 나아가 LOX 및 LOXL 단백질을 표적으로 하는 새로운 진단 및 치료 전략 개발에도 크게 기여할 것으로 기대됩니다.
라이실옥시데이즈(LOX) 및 LOX 유사 단백질의 구조와 기능 연구
본 연구실은 라이실옥시데이즈(LOX) 및 LOX 유사 단백질(LOXL1, LOXL2, LOXL3, LOXL4)의 구조적 특성과 기능적 다양성에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. LOX 계열 단백질은 콜라겐과 엘라스틴과 같은 세포외기질 단백질의 라이신 잔기 사이에 교차결합을 형성하는 아민 산화효소로, 결합조직의 구조적 안정성과 강도를 조절하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 본 연구실은 다양한 LOX 유전자 변이와 이들의 조직 특이적 발현, 그리고 변이 단백질의 효소 활성 및 기질 특이성에 대한 체계적인 분석을 통해 LOX 계열 단백질의 기능적 다양성을 규명하고 있습니다.
특히, LOX 및 LOXL 단백질의 다양한 스플라이싱 변이체(variant)가 서로 다른 조직에서 어떻게 발현되고, 각 변이체가 콜라겐, 엘라스틴 등 다양한 기질에 대해 어떠한 효소 활성을 보이는지에 대한 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. 이를 위해 유전자 클로닝, 단백질 발현 및 정제, 효소 활성 분석, 조직 특이적 발현 패턴 분석 등 다양한 분자생물학적 및 생화학적 기법을 활용하고 있습니다. 또한, LOX 계열 단백질의 구조적 도메인(예: SRCR 도메인)의 결손이 효소 활성에 미치는 영향과, 이들 단백질이 세포 내외에서 수행하는 다양한 생리적 기능에 대한 연구도 병행하고 있습니다.
이러한 연구는 결합조직 질환, 암, 골대사질환 등 다양한 질환에서 LOX 계열 단백질이 수행하는 역할을 이해하는 데 중요한 기초 자료를 제공합니다. 나아가, LOX 및 LOXL 단백질의 기능적 조절 메커니즘을 규명함으로써, 이들 단백질을 표적으로 하는 새로운 치료 전략 개발에도 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
LOX 및 LOX 변이체의 핵 내 기능 및 암, 골대사질환과의 연관성 연구
최근 본 연구실은 LOX 및 그 변이체(특히 LOX-v2)의 핵 내 기능에 주목하여, 이들이 세포핵 내에서 수행하는 새로운 역할을 규명하는 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 기존에는 LOX가 주로 세포외기질에서 콜라겐과 엘라스틴의 교차결합을 매개하는 효소로 알려져 있었으나, 최근 연구 결과에 따르면 LOX 및 LOX-v2가 세포핵 내에서도 발현되며, 히스톤 단백질과 같은 핵 단백질에 대한 아민 산화효소 활성을 통해 유전자 발현 조절, 세포 주기 조절, DNA 복구, 세포 노화, 암 억제 및 촉진 등 다양한 핵심 생물학적 과정에 관여함이 밝혀지고 있습니다.
특히, LOX-v2는 프로밀로사이트 백혈병-핵소체(PML-NBs)와의 공위치성을 보이며, 핵 내 SUMOylation 증가와 같은 후성유전학적 변형에도 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 LOX 계열 단백질이 세포 내외에서 다중 기능을 수행하며, 암의 발생 및 진행, 세포 노화, 조직 재생 등 다양한 생리적·병리적 현상에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 본 연구실은 LOX 및 LOX-v2의 핵 내 표적 단백질, 기질 특이성, 세포 내 신호전달 경로와의 상호작용, 그리고 이들의 발현 조절 메커니즘을 분자 수준에서 규명하고자 합니다.
이와 더불어, LOX 계열 단백질의 발현 및 기능 이상이 골대사질환, 암 전이, 안과 질환(예: 비늘녹내장) 등 다양한 질환의 발병 및 진행과 어떻게 연관되는지에 대한 연구도 병행하고 있습니다. 이를 위해 동물모델, 세포주 실험, 임상 샘플 분석 등 다양한 접근법을 활용하고 있으며, 궁극적으로는 LOX 계열 단백질을 표적으로 하는 진단 및 치료법 개발에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.
1
Lysyl oxidase-variant 2 (LOX-v2) colocalizes with promyelocytic leukemia-nuclear bodies in the nucleus
김영호, 서재호, 이춘영, 사마반다리
IUBMB LIFE, 2020
2
LOXL3-sv2, a novel variant of human lysyl oxidase-like 3 (LOXL3), functions as an amine oxidase
김영호, 정찬규
INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE, 2017
3
Lysyl oxidase modulates the osteoblast differentiation of primary mouse calvaria cells
김영호, 사마반다리, 박선향, 김주영, 오재민
INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE, 2015
1
핵에서 Lysyl Oxidase (LOX) 및 LOX-v2의 기능 연구(4차년도)
2
핵에서 Lysyl Oxidase (LOX) 및 LOX-v2의 기능 연구(3차년도)
3
핵에서 Lysyl Oxidase (LOX) 및 LOX-v2의 기능 연구(2차년도)