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권도훈 연구실
포항공과대학교 화학과 권도훈 교수
막단백질 구조
Cryo-EM
TRP 이온채널
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권도훈 연구실

포항공과대학교 화학과 권도훈 교수

권도훈 연구실은 화학과 기반에서 막단백질 구조를 분자 수준에서 규명하기 위한 구조생화학 연구를 수행합니다. X-ray crystallography와 Cryo-EM을 활용해 이온채널의 리간드 결합 및 온도·상태 변화에 따른 입체구조 변형을 분석하며, 막단백질-단백질 복합체에서는 도메인 재배열과 인터페이스 상호작용을 구조적으로 해석합니다. TRPV1과 TRPV4의 게이팅 과정에 대해 상태 분류와 앙상블 기반 궤적 추정, 복합체 동역학 해석을 위한 MD simulation을 병행하고, 리포좀 플랫폼 및 초저온 전자현미경 적용을 통해 TRPV2·TRPV4로 연구 범위를 확장하는 전략을 사용합니다.

막단백질 구조Cryo-EMTRP 이온채널게이팅 메커니즘분자동역학 시뮬레이션
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TRPV1 열·캡사이신 의존 게이팅 구조 연구 thumbnail
TRPV1 열·캡사이신 의존 게이팅 구조 연구
Structural study of TRPV1 heat- and capsaicin-dependent gating
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

10총합

5개년 연도별 피인용 수

469총합
주요 논문
5
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1
article
|
인용수 0
·
2023
MD simulations for "TRPV4-Rho GTPase complex structures reveal mechanisms of gating and disease"
Do Hoon Kwon, Feng Zhang, Brett A. McCray, Shasha Feng, Meha Kuma, Jeremy M. Sullivan, Wonpil Im, Charlotte J. Sumner, Seok‐Yong Lee
Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
MD simulations for publication "­­­TRPV4-Rho GTPase complex structures reveal ­­mechanisms of gating and disease" on Nature Communications. Initial and last system snapshots of 8 simulation systems are provided: 1) GSK279-TRPV4 in GSK279 pose I, 2) GSK279-TRPV4 in GSK279 pose II, 3) GSK279-TRPV4-RhoA-GDP in GSK279 pose I, 4) GSK101-TRPV4, 5) GSK101-TRPV4-RhoA-GTP, 6) 4α-PDD-TRPV4 in 4α-PDD pose I, 7) 4α-PDD-TRPV4 in 4α-PDD pose II, 8) 4α-PDD-TRPV4 in 4α-PDD pose III.
https://zenodo.org/record/7996190
Gating
TRPV4
GTPase
Disease
Biophysics
Chemistry
Computer science
Neuroscience
Cell biology
Psychology
2
article
|
인용수 73
·
2023
TRPV4-Rho GTPase complex structures reveal mechanisms of gating and disease
Do Hoon Kwon, Feng Zhang, Brett A. McCray, Shasha Feng, Meha Kumar, Jeremy M. Sullivan, Wonpil Im, Charlotte J. Sumner, Seok‐Yong Lee
IF 14.7 (2023)
Nature Communications
Crosstalk between ion channels and small GTPases is critical during homeostasis and disease, but little is known about the structural underpinnings of these interactions. TRPV4 is a polymodal, calcium-permeable cation channel that has emerged as a potential therapeutic target in multiple conditions. Gain-of-function mutations also cause hereditary neuromuscular disease. Here, we present cryo-EM structures of human TRPV4 in complex with RhoA in the ligand-free, antagonist-bound closed, and agonist-bound open states. These structures reveal the mechanism of ligand-dependent TRPV4 gating. Channel activation is associated with rigid-body rotation of the intracellular ankyrin repeat domain, but state-dependent interaction with membrane-anchored RhoA constrains this movement. Notably, many residues at the TRPV4-RhoA interface are mutated in disease and perturbing this interface by introducing mutations into either TRPV4 or RhoA increases TRPV4 channel activity. Together, these results suggest that RhoA serves as an auxiliary subunit for TRPV4, regulating TRPV4-mediated calcium homeostasis and disruption of TRPV4-RhoA interactions can lead to TRPV4-related neuromuscular disease. These insights will help facilitate TRPV4 therapeutics development.
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39345-0
RHOA
TRPV4
Gating
Cell biology
Small GTPase
Chemistry
Transient receptor potential channel
Biophysics
Ion channel
Ankyrin repeat
3
preprint
|
인용수 3
·
2023
Structural insights into TRPV4-Rho GTPase signaling complex function and disease
Do Hoon Kwon, Feng Zhang, Brett A. McCray, Meha Kumar, Jeremy M. Sullivan, Charlotte J. Sumner, Seok‐Yong Lee
bioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory)
. Here, we present cryo-EM structures of human TRPV4 in complex with RhoA in the apo, antagonist-bound closed, and agonist-bound open states. These structures reveal the mechanism of ligand-dependent TRPV4 gating. Channel activation is associated with rigid-body rotation of the intracellular ankyrin repeat domain, but state-dependent interaction with membrane-anchored RhoA constrains this movement. Notably, many residues at the TRPV4-RhoA interface are mutated in disease and perturbing this interface by introducing mutations into either TRPV4 or RhoA increases TRPV4 channel activity. Together, these results suggest that the interaction strength between TRPV4 and RhoA tunes TRPV4-mediated calcium homeostasis and actin remodeling, and that disruption of TRPV4-RhoA interactions leads to TRPV4-related neuromuscular disease, findings that will guide TRPV4 therapeutics development.
https://doi.org/10.1101/2023.03.15.532784
Function (biology)
GTPase
Cell biology
TRPV4
Disease
Small GTPase
Computational biology
Signal transduction
Chemistry
Neuroscience
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1
2025년 2월-2030년 2월
|280,752,000
초저온 전자현미경과 리포좀 플랫폼을 활용한 TRPV2 및 TRPV4 촉각수용체의 구조적 기전 및 방법론 연구
본 연구의 목표는 리포좀을 활용하여 촉각 수용체의 단분자 수준에서의 구조와 작동 기전을 규명하는 데있다. 기존의 단일 분자 분리 방식을 이용한 구조 분석에서 재현이 어려웠던 막의 곡률, 삼투압, 막전위 등세포막의 생리적 조건을 리포좀에 재구성하여, 촉각 수용체가 물리적 자극에 반응하는 과정을 정밀히 분석하고자 한다. 또한, 자극별로 최적의 리포좀 조건을 스...
구조생화학
막 생물학
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