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사이클린 의존성 인산화효소

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1. 개요

사이클린 의존성 인산화효소(CDK)는 세포 주기를 조절하는 단백질 인산화효소의 일종으로, 사이클린과 결합하여 활성화된다. 2001년 릴런드 하트웰, 팀 헌트, 폴 너스는 CDK와 사이클린 기구 연구로 노벨 생리학·의학상을 수상했다. CDK는 세포 주기, 유전자 전사, 세포 신호 통합 등 다양한 생명 현상에 관여하며, 진화 과정에서 다양한 종류로 분화되어 세포 내 복잡한 조절 네트워크를 형성한다. CDK는 세포 주기 조절 이상으로 발생하는 암을 비롯한 여러 질병의 치료 표적으로 연구되고 있으며, CDK 억제제는 암세포의 세포 주기 진행을 억제하여 세포자멸사를 유도하는 항암제로 개발되고 있다. 현재 팔보시클립, 아베마시클립과 같은 CDK 억제제가 유방암 치료에 사용되고 있으나, 부작용 및 내성 문제 해결과 CDK의 다양한 기능에 대한 추가 연구가 필요하다.

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사이클린 의존성 인산화효소
효소 정보
이름사이클린 의존성 인산화효소
EC 번호2.7.11.22
CAS 번호해당 없음
IUBMB EC 번호2/7/11/22
일반 정보
영어 이름Cyclin-dependent kinase (사이클린-디펜던트 키네이스)

2. 역사

CDK는 효모, 개구리 같은 모델 유기체를 이용한 연구를 통해 처음으로 확인되었으며, 세포 주기 진행에서 핵심적인 역할을 한다는 것이 강조되었다. 이 효소들은 세포 주기 동안 그 수치가 변동하는 사이클린과 복합체를 형성하여 작용하며, 이를 통해 적절한 시기에 세포 주기의 전환을 보장한다. 시간이 지나면서 CDK에 대한 이해는 세포 분열뿐만 아니라 유전자 전사, 세포 신호 통합 역할까지 확장되었다.[7][8]

CDK는 진화 과정을 거치면서 세포 주기 단계 또는 전사 조절에 특화된 구성원들을 가진 다양한 계열로 발전했다. 예를 들어 출아 효모는 6개의 뚜렷한 CDK를 발현하는데, 일부는 세포 주기 조절을 위해 여러 사이클린과 결합하고 다른 일부는 전사 조절을 위해 단일 사이클린과 결합한다. 인간의 경우 20개의 CDK와 29개의 사이클린으로 확장되어 더욱 복잡한 조절 역할을 수행한다. CDK1과 같은 주요 CDK는 세포 주기 조절에 필수적이지만, CDK2, CDK3와 같은 다른 CDK는 그렇지 않다. 또한 인간의 CDK7과 같은 전사 CDK는 RNAPII를 인산화하여 전사를 시작하는 데 중요한 역할을 하며, 세포 주기 조절과 전사 관리 사이의 복잡한 연관성을 보여준다.

릴런드 하트웰, 팀 헌트, 폴 너스는 사이클린과 CDK 기작을 통해 세포 주기 조절의 핵심을 밝혀낸 공로로 2001년 노벨 생리학·의학상을 수상했다.

2. 1. 주요 연구자


  • 리랜드 H. 하트웰(1929년 출생): 1971년 효모 연구를 통해 세포 분열에 필수적인 유전자를 확인했으며, 세포 주기의 단계와 암세포 분열을 방지하는 핵심 검사점을 제시했다.[9][10]
  • 팀 헌트(1943년 출생): 1980년대 성게 연구를 통해 사이클린의 주기적인 합성 및 분해를 통한 세포 주기 단계 조절 역할을 발견했다.[9][11]
  • 폴 M. 너스 경(1949년 출생): 1970년대 중반, 분열 효모에서 G1기에서 S기, G2기에서 M기로의 세포 주기 진행에 중요한 cdc2 유전자를 밝혀냈다. 1987년, 인간에게서 이에 해당하는 유전자 CDK1을 확인하여 종을 초월한 세포 주기 조절 메커니즘의 보존을 강조했다.[9][12]

3. 활성의 조절

CDK세포 주기 전반에 걸쳐 그 수준이 비교적 일정하게 유지되며, 주로 번역 후 조절을 통해 활성이 조절된다.[45][35] CDK 활성 조절의 주요 기작은 다음과 같다.

조절 기작설명
사이클린 결합사이클린과의 결합을 통해 CDK의 활성 부위 구조를 변화시켜 활성화한다.
인산화CDK 활성화 인산화효소 (CAK)에 의한 활성화 인산화와, 다른 인산화효소에 의한 억제적 인산화를 통해 조절된다.
CDK 저해제 (CKI) 결합사이클린 의존성 인산화효소 저해 인자 (CKI)와의 결합을 통해 CDK 활성을 억제한다.
Suk1 또는 Cks 결합CDK의 C 말단 로브에 결합하여 인산화 잔기를 인식하고, 다중 인산화 부위를 가진 기질과 사이클린/CDK 복합체의 친화성을 향상시킨다.
비 사이클린형 활성화 인자바이러스성 사이클린 (v-사이클린), p35, p39, RINGO/Speedy 와 같이 사이클린과 상동성이 없는 단백질에 의해서도 활성화될 수 있다.


3. 1. 사이클린 결합

CDK의 활성 부위는 작은 N-말단 로브와 큰 C-말단 로브 사이의 홈에 위치한다.[51] 사람의 CDK2 구조를 보면 CDK의 ATP 결합 부위가 사이클린 결합에 의해 조절되도록 변화한다는 것을 알 수 있다.[51] 사이클린이 결합하지 않은 경우에는 활성 루프(T 루프)라고 불리는 유연한 루프 영역이 홈을 막고, 몇몇 중요 잔기는 ATP 결합에 부적합한 위치에 있다.[51]

사이클린이 결합하면, 두 개의 알파 나선이 위치를 바꾸어 ATP 결합에 적합한 배열이 된다. 그 중 하나인 L12 나선은 1차 서열 상 T 루프 바로 앞에 위치하며, β 가닥으로 변해 T 루프가 활성 부위를 막지 않도록 돕는다.[51] PSTAIRE 나선이라고 불리는 다른 알파 나선은 위치를 바꾸어 활성 부위의 주요 잔기 위치 변화를 돕는다.[51]

사이클린은 어떤 CDK에 결합하는지에 대해 상당한 특이성을 갖는다.[46] 사이클린/CDK 복합체의 기질 특이성은 주로 사이클린에 의해 결정된다.[46] 사이클린은 기질에 직접 결합하거나, 기질이 존재하는 특정 세포 내 영역으로 CDK를 이동시키기도 한다. S기 사이클린 (사이클린 A, 사이클린 E)의 기질 특이성은 MRAIL 서열을 중심으로 하는 소수성 패치로 인해, 소수성 RXL (또는 Cy) 모티프를 포함하는 기질 단백질에 대한 친화성을 가진다. 사이클린 B1과 사이클린 B2는 CDK 결합 영역 외부에 있는 국소화 서열을 통해 각각 세포핵골지체로 CDK1을 국소화시킨다.[43]

3. 2. 인산화

CDK 활성화 인산화효소(CAK)에 의한 활성 부위 근처 트레오닌 잔기의 인산화는 CDK 활성에 필수적이다.[51] 여러 모델 생물에서 CAK가 이 부위의 인산화를 수행하는 것으로 나타났다.[51] 포유류 세포에서는 사이클린 결합 후, 효모 세포에서는 사이클린 결합 전에 이 인산화가 발생한다.[51] CAK의 활성은 이미 알려진 세포주기경로에서 조절되지 않기 때문에 사이클린 결합이 CDK 활성화의 율속 단계이다.[51]

사이클린 결합만으로는 CDK가 부분적으로만 활성화되지만, 완전한 활성화를 위해서는 CAK에 의한 활성화 인산화가 필요하다. 동물 세포에서 CAK는 사이클린 결합 후에만 CDK 서브유닛을 인산화하며, 그림에 나타나 있다. 출아 효모는 사이클린이 없어도 CDK를 인산화할 수 있는 다른 버전의 CAK를 가지고 있어서 두 활성화 단계가 어느 순서로든 발생할 수 있다.


CDK를 활성화하는 인산화와는 달리, CDK를 억제하는 인산화는 세포주기 조절에 중요하다. 여러 인산화효소와 단백질 인산 가수 분해 효소가 CDK의 인산화 상태를 조절한다. Wee1티로신 잔기에 인산화를 부가하는 인산화효소 중 하나로, 모든 진핵생물에 존재한다.[43] 출아효모균은 티로신 잔기를 인산화할 수 있는 두 번째 인산화효소 Mik1을 가지고 있다.[43] 척추동물에서는 Myt1이라 불리는 별도의 두 번째 인산화효소를 가지며, 이것은 Wee1과 관련이 있고 트레오닌과 티로신 잔기 양쪽을 인산화할 수 있다.[43] Cdc25 패밀리의 인산 가수 분해 효소는 트레오닌과 티로신 잔기를 탈인산화시킨다.[43]

CDK1의 활성은 WEE1 키나아제, Myt1 키나아제, 그리고 Cdc25c 포스파타아제의 인산화 사이의 균형에 의해 조절된다. Wee1은 모든 진핵생물에서 보존된 키나아제이며, Tyr 15에서 CDK1을 인산화한다. Myt1은 트레오닌(Thr 14)과 티로신(Tyr 15) 모두를 인산화할 수 있다. 탈인산화는 Cdc25c 포스파타아제에 의해 수행되며, 트레오닌과 티로신 모두에서 인산기를 제거한다.[1][7] 이 억제 인산화는 DNA 손상과 같은 사건에 대한 반응으로 세포 주기 진행을 막는 데 도움이 된다. 인산화는 CDK 구조를 크게 변경하지 않지만, 기질에 대한 친화력을 감소시켜 활성을 억제한다. 세포 주기가 진행되려면, 억제 인산기는 Cdc25 포스파타아제에 의해 제거되어 CDK를 재활성화해야 한다.[7]

3. 3. CDK 저해 인자 (CKI)

사이클린 의존성 인산화효소 저해 인자(CKI)는 사이클린/CDK 복합체와 상호작용하여 CDK 활성을 억제하는 단백질이다. 이는 주로 G1기 동안, 또는 환경이나 DNA 손상에 대한 신호에 반응하여 일어난다.[51] 동물 세포에는 INK4와 CIP/KIP라는 두 가지 주요 CKI 계열이 존재한다.[51]

  • INK4 계열: CDK 단량체에 결합하여 억제 작용만 한다. INK4의 결합은 CDK를 뒤틀리게 하여 사이클린 결합과 인산화효소 활성을 방해한다. 이 계열에는 p16, p15, p18, p19가 포함된다.[6][7]
  • CIP/KIP 계열: 사이클린과 CDK 모두에 결합하여 억제 또는 활성화 작용을 한다. 사이클린 D와 CDK4 또는 CDK6의 복합체 형성을 촉진하여 활성화를 일으키기도 한다.[51] 이 계열에는 p21, p27, p57이 포함된다.[6][7]


CIP/KIP 계열 CKI는 N-말단에 키나아제 억제 도메인(KID)를 가지고 있어 사이클린 및 CDK에 부착하는 것을 용이하게 한다. CKI의 주요 기능은 핵에서 발생하며, 핵 이동을 가능하게 하는 C-말단 서열에 의해 지원된다.[2]

효모와 초파리에서 CKI는 S- 및 M-CDK를 강력하게 억제하지만, G1/S-CDK는 억제하지 않는다. G1기 동안 높은 수준의 CKI는 세포 주기 사건이 순서대로 발생하지 않도록 하지만, G1/S-CDK를 통해 시작되는 Start 검문점 통과는 막지 않는다. 일단 세포 주기가 시작되면, 초기 G1/S-CDK에 의한 인산화는 CKI의 파괴로 이어져, 이후 세포 주기 전환에 대한 억제를 완화한다.[4] 포유류 세포에서 CKI 조절은 다르게 작용한다. 포유류 단백질 p27(초파리에서는 Dacapo)은 G1/S- 및 S-CDK를 억제하지만, S- 및 M-CDK는 억제하지 않는다.[2]

3. 4. Suk1 또는 Cks

CDK는 Suk1 또는 Cks라고 불리는 9~13 kDa 크기의 작은 단백질과 결합한다.[51] 이러한 단백질은 CDK의 기능에 필수적이지만, 정확한 역할은 불분명하다.[51] Cks1은 CDK의 C 말단 로브에 결합하여 인산화 잔기를 인식한다. 이는 다중 인산화 부위를 가진 기질과 사이클린/CDK 복합체의 친화성을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있다.[51]

3. 5. 비 사이클린형 활성화 인자

바이러스는 사이클린과 염기 서열 상동성을 갖는 단백질(v-사이클린)을 암호화하여 CDK를 활성화할 수 있다. 카포시 육종 헤르페스 바이러스의 K-사이클린(v-사이클린)은 CDK6를 활성화한다.[47] v사이클린-CDK6 복합체는 pRb를 인산화하고 E2F를 방출하여 세포의 G1기에서 S기로의 빠른 전환을 촉진한다. 이는 사이클린 E-CDK2의 효소 활성에 대한 억제를 제거하는 결과를 낳는다. v사이클린은 p27 pSer10 인산화와 세포질 격리에 미치는 영향을 통해 변형과 종양 발생을 촉진하는 데 기여한다.[37]

p35와 p39는 CDK5를 활성화하며,[51] 신경 세포 분화에 중요한 역할을 한다.[22] p35와 p39는 신경 발달과 네트워크 형성에 있어서 CDK5 활성을 조절하며, 활성 루프의 인산화를 필요로 하지 않는다.[22][23]

RINGO/Speedy는 사이클린과 상동성이 없지만 CDK1, CDK2를 직접 활성화할 수 있는 단백질이다.[41] RINGO/Speedy와 CDK2의 복합체는 사이클린 A/CDK2 복합체와 다른 기질을 인식한다.[24]

4. 세포 주기에서의 역할

CDK는 효모, 개구리와 같은 모델 유기체 연구를 통해 처음 확인되었으며, 세포 주기 진행에서 중요한 역할을 한다.[7][8] 이 효소들은 세포 주기 동안 수치가 변동하는 사이클린과 복합체를 형성하여 적절한 시기에 세포 주기 전환을 보장한다. CDK에 대한 이해는 세포 분열뿐만 아니라 유전자 전사, 세포 신호 통합 역할까지 확장되었다.[7]

CDK의 진화 과정은 세포 주기 단계 또는 전사 조절에 특화된 구성원을 가진 다양한 계열로 이어졌다. 예를 들어, 출아 효모는 6개의 뚜렷한 CDK를 발현하는데, 일부는 세포 주기 조절을 위해 여러 사이클린과 결합하고 다른 일부는 전사 조절을 위해 단일 사이클린과 결합한다. 인간의 경우 20개의 CDK와 29개의 사이클린으로 확장되어 복잡한 조절 역할을 보여준다. CDK1과 같은 주요 CDK는 세포 주기 조절에 필수적인 반면, CDK2 및 CDK3과 같은 다른 CDK는 그렇지 않다. 또한, 인간의 CDK7과 같은 전사 CDK는 RNAPII를 인산화하여 전사를 시작하는 데 중요한 역할을 하며, 세포 주기 조절과 전사 관리 사이의 복잡한 연관성을 보여준다.[7]

표 1: '''모델 유기체에서 세포 주기를 제어하는 사이클린 의존성 키나제''' [4]
이름원래 이름크기 (아미노산)기능
Saccharomyces cerevisiaeCDK1Cdc28298모든 세포 주기 단계
Schizosaccharomyces pombeCDK1Cdc2297모든 세포 주기 단계
Drosophila melanogasterCDK1Cdc2297M
CDK2Cdc2c314G1/S, S, 아마도 M
CDK4Cdk4/6317G1, 성장을 촉진
Xenopus laevisCDK1Cdc2301M
CDK2297S, 아마도 M
Homo sapiensCDK1Cdc2297M
CDK2298G1, S, 아마도 M
CDK4301G1
CDK6326G1



CDK의 수준은 세포 주기 동안 비교적 일정하며, 대부분의 조절은 번역 후 단계에서 이루어진다. CDK의 구조와 기능에 대한 정보의 대부분은 분열 효모 ''S. pombe'' (Cdc2), 출아 효모 ''S. cerevisiae'' (CDC28), 척추 동물 (CDC2 또는 CDK2)을 기반으로 한다. CDK의 조절을 위한 네 가지 주요 기작은 사이클린 결합, CDK-activating kinase|CDK 활성화 키나아제영어 (CAK)에 의한 인산화, 다른 키나아제에 의한 억제적 인산화, CDK 저해 인자 (CKI)의 결합이다.[35]

5. CDK 구조

CDK는 모든 키나아제의 특징인 두 개의 로브(lobe) 구조를 가진다.[2]


  • '''N-말단 로브(N-lobe):''' 글리신이 풍부한 G-루프(억제 요소)와 C-헬릭스(사이클린 결합 조절)를 포함한다.[4][2][7]
  • '''C-말단 로브(C-lobe):''' α-나선과 활성화 세그먼트(기질 결합 플랫폼)를 포함하며, T-루프 내 인산화 감수성 잔기를 포함한다.[7][4][2]


모든 키나아제의 활성 부위 또는 ATP 결합 부위는 작은 N-말단 로브와 큰 C-말단 로브 사이 홈에 위치한다.[51] 사람의 CDK2 구조에서는 CDK의 ATP 결합 부위가 사이클린의 결합에 의해 조절되듯이 변화하는 것이 분명하다.[51] 사이클린이 결합하지 않은 경우, 활성화 루프 또는 T 루프라 불리는 유연한 루프 영역이 홈을 막거나 몇 개의 중요 잔기 위치도 ATP 결합에 부적합하다.[51] 사이클린이 결합하면 2 개의 α 헬릭스가 위치를 바꿔 ATP 결합에 알맞은 위치가 된다. 그 중 하나인 L12 헬릭스는 일차 구조상 T 루프의 진전에 위치하는 β 스트랜드 같은 것으로 T루프 위치 변화를 돕고, 활성 부위가 가려지지 않도록 한다.[51] 또 하나의 헬릭스는 PSTAIRE 헬릭스라고 불리는 위치를 바꾸는 것이 활성 부위의 주요 잔기 위치 변화를 돕는다.[51]

사이클린이 어떠한 CDK에 결합하는지에 대해 꽤 특이성이 존재한다.[46] 사이클린/CDK 복합체의 기질 특이성은 사이클린 측에 의해 주로 결정된다.[46] 사이클린은 기질에 직접 결합하거나, 기질이 존재하는 특정한 영역에 CDK를 국소화한다. S기 사이클린 (사이클린 A, E)의 기질 특이성은 MRAIL 배열을 중심으로 하는 소수성 패치로 인한 것으로 소수적인 RXL (또는 Cy) 모티프를 포함한 기질 단백질의 친화성이 획득된다. 사이클린 B1과 B2는 CDK 결합 영역 외측에 있는 국소화 배열을 통해 각각 세포핵골지체CDK1을 국소화시킨다.[43]

6. 진화적 관점

CDK는 효모와 개구리 같은 모델 생물을 이용한 연구를 통해 처음으로 확인되었으며, 세포 주기 진행에서 핵심적인 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 이 효소들은 세포 주기 동안 그 양이 변하는 사이클린과 복합체를 형성하여 작용하며, 이를 통해 적절한 시기에 세포 주기가 전환되도록 한다.[7][8]

CDK는 진화 과정을 거치면서 다양한 계열로 분화되었으며, 각 계열은 특정 세포 주기 단계 또는 전사 조절에 특화된 기능을 갖게 되었다. 예를 들어, 출아 효모는 6개의 서로 다른 CDK를 발현하는데, 일부는 세포 주기 조절을 위해 여러 사이클린과 결합하고 다른 일부는 전사 조절을 위해 단일 사이클린과 결합한다. 인간의 경우 20개의 CDK와 29개의 사이클린이 존재하며, 이는 CDK가 복잡한 조절 역할을 한다는 것을 보여준다. CDK1과 같은 주요 CDK는 세포 주기 조절에 필수적인 반면, CDK2 및 CDK3과 같은 다른 CDK는 그렇지 않다. 또한, 인간의 CDK7과 같은 전사 CDK는 RNAPII를 인산화하여 전사 개시에 중요한 역할을 하며, 세포 주기 조절과 전사 관리 사이의 복잡한 연관성을 보여준다. 단순한 조절자에서 다기능 효소로의 이러한 진화적 확장은 진핵 세포의 복잡한 조절 네트워크에서 CDK가 매우 중요하다는 것을 강조한다.[7]

표 1: '''모델 생물에서 세포 주기를 제어하는 사이클린 의존성 인산화효소''' [4]
이름원래 이름크기 (아미노산)기능
Saccharomyces cerevisiaeCDK1Cdc28298모든 세포 주기 단계
Schizosaccharomyces pombeCDK1Cdc2297모든 세포 주기 단계
Drosophila melanogasterCDK1Cdc2297M
CDK2Cdc2c314G1/S, S, 아마도 M
CDK4Cdk4/6317G1, 성장을 촉진
Xenopus laevisCDK1Cdc2301M
CDK2297S, 아마도 M
Homo sapiensCDK1Cdc2297M
CDK2298G1, S, 아마도 M
CDK4301G1
CDK6326G1


7. 의학적 중요성

CDK는 세포 주기 조절 이상으로 발생하는 암 등 여러 질병의 치료 표적으로 주목받고 있다. CDK 억제제는 암세포의 세포 주기 진행을 억제하여 세포 사멸을 유도하는 항암제로 개발되고 있다. 팔보시클립, 아베마시클립 등은 FDA에서 승인한 CDK4/6 억제제로, 호르몬 수용체 양성, HER2 음성 전이성 유방암 치료에 사용된다.[50][51]

하지만 CDK는 세포 주기뿐만 아니라 전사, 신경 생리, 포도당 항상성 등 다양한 과정에도 관여하기 때문에 CDK를 표적으로 하는 약제 개발은 복잡하다.[52]

7. 1. CDK와 암

사이클린 의존성 인산화효소(CDK)와 사이클린의 조절 이상은 세포 주기 조절에 문제를 일으켜, 암을 포함한 여러 질병을 유발할 수 있다.[2][25] 따라서 사이클린과 CDK에 대한 연구는 암의 특성을 이해하는 데 매우 중요하다. 연구에 따르면 사이클린, CDK 및 CDK 억제제(CKI)의 변형은 대부분의 암에서 흔하게 나타나며, 염색체 전좌, 점 돌연변이, 삽입, 결실, 유전자 과발현, 프레임 시프트 돌연변이, 미스센스 돌연변이 또는 스플라이싱 오류 등이 포함된다.[2]

CDK4/6-RB 경로의 조절 이상은 많은 암에서 흔히 발견되는 특징인데, 이는 종종 사이클린 D-CDK4/6 복합체를 비활성화하는 다양한 기전의 결과이다. 여러 신호가 사이클린 D의 과발현을 유발하고 CDK4/6 활성을 증가시켜 종양 형성에 기여할 수 있다.[1][2] 또한, CDK4/6-RB 경로는 p21CIP1 전사를 통해 p53 신호 전달 경로와 상호 작용하며, 이는 사이클린 D-CDK4/6 및 사이클린 E-CDK2 복합체를 모두 억제할 수 있다. p53의 돌연변이는 G1 검사점을 비활성화하여, 제어되지 않는 세포 증식을 더욱 촉진할 수 있다.[1][2]

7. 2. CDK 억제제와 치료적 가능성

CDK는 세포 주기 진행과 세포 증식을 조절하는 핵심 인자이기 때문에, 암 치료의 이상적인 표적으로 간주된다.[25] CDK의 작용을 방해하여 암세포의 세포 주기 조절을 선택적으로 억제하면, 그 세포를 사멸시킬 수 있다.

팔보시클립, 리보시클립, 아베마시클립, 트릴라시클립 등의 CDK4/6 억제제는 암 치료에서 중요한 발전을 보여주며, 특히 유방암 치료에 효과적이다.

  • 팔보시클립: FDA에서 승인한 최초의 CDK4/6 억제제 중 하나로, 내분비 요법과 함께 HR+/HER2- 진행성 또는 전이성 유방암 치료에 필수적인 약물이다.[26]
  • 리보시클립: 팔보시클립과 유사한 효능을 보이며, HR+/HER2- 진행성 유방암에 대해 승인되었으며, 젊은 환자층에게 이점을 제공한다.[27]
  • 아베마시클립: 특정 HR+/HER2- 유방암 환자의 경우 병용 요법 외에도 단독 요법으로 사용할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 또한 뇌 전이가 있는 환자 치료에도 효과를 보였다.[27]
  • 트릴라시클립: 화학 요법으로 유도된 골수 억제(치료 지연 및 용량 감소를 초래할 수 있는 일반적인 부작용)의 위험을 줄여 암 치료 중 환자의 삶의 질을 향상시키는 것으로 그 가치를 입증했다.[27]


현재 seliciclib영어과 같은 CDK 억제제의 임상시험이 진행 중이다. Seliciclib영어은 원래 항암제 후보로 개발되었지만, 염증을 매개하는 호중구의 세포자멸사를 유도하는 것으로도 나타났다.[48] 이는 관절염이나 낭포성 섬유증과 같은 만성 염증성 질환 치료제 개발로 이어질 가능성이 있음을 의미한다.

Flavopiridol영어 또는 Alvocidib영어는 1992년에 항암제 선발에 의해 동정된 후 임상시험이 행해진 최초의 CDK 억제제이고, CDK의 ATP 결합 부위에서 경쟁한다.[49]

하지만, 많은 CDK가 세포 주기뿐만 아니라, 전사, 신경 생리, 포도당의 항상성 등 다양한 과정에 관여하기 때문에 CDK를 표적으로 하는 약제 개발은 복잡해졌다.[52]

사이클린 의존성 인산화효소 억제제 약물[28][29]
약물억제 CDK질환
플라보피리돌(Alvocidib영어)1, 2, 4, 6, 9급성 골수성 백혈병(AML)
로스코비틴(Seliciclib영어)2, 7, 9뇌하수체 쿠싱병, 낭포성 섬유증, 진행성 고형 종양, 폐암
디나클립1, 2, 5, 9만성 림프구성 백혈병(CLL), 유방암폐암
밀시클립1, 2, 4, 7간세포암종(HCC), 흉선 암종
팔보시클립4, 6유방암, 두경부암, 뇌종양, 대장암 및 기타 고형암
리보시클립4, 6HR+/HER2- 유방암, 전립선암 및 기타 고형암
아베마시클립4, 6HR+/HER2- 유방암, 폐암, 뇌종양, 대장암 및 기타 고형암
메리올린1, 2, 5, 9신경모세포종, 신경교종, 골수종, 대장암
바리오린 B1, 2, 5, 9마우스 백혈병
로니시클립1, 2, 4, 7, 9폐암 및 진행성 고형암
메리디닌 E1, 5, 9후두암, 골수성 백혈병
노르탑센틴1악성 흉막 중피종(MPM)


7. 3. 과제 및 미래 전망

사이클린 의존성 인산화효소(CDK) 억제제 개발은 여러 난관에 직면해 있다. CDK는 세포 주기뿐만 아니라 전사, 신경 생리, 포도당 항상성 등 다양한 생체 과정에 관여하기 때문이다.[52][30] CDK 매개 경로에 이상이 생기면 심각한 부작용이 나타날 수 있으므로, 표적 세포에만 선택적으로 작용하는 CDK 억제제 개발이 필요하다.[31]

현재 개발 중인 CDK 억제제는 부작용 문제 외에도 암세포의 약물 내성 문제 등을 해결해야 한다. 이를 극복하기 위한 추가적인 연구가 진행 중이다.[32]

참조

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[28] 논문 Inhibitors of Cyclin-Dependent Kinases: Types and Their Mechanism of Action 2021-03
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