엔도뉴클레아제

3. 기능

EndoG는 두 개의 단량체(monomer)가 활성 부위가 서로 반대쪽으로 향하고 있는 매우 독특한 이량체(dimer) 형태를 하고 있으며, 활성 부위에는 ββα-모티프를 갖는 EndoG 단백질의 전형적인 Mg-water cluster가 발견된다. 원핵생물 상동체와 비교하였을 때, 쥐의 EndoG 구조는 αβ mixed-globular-fold monomer로부터 N-terminal loop이 길게 뻗어 있는 것을 확인할 수 있었고, molecule의 main body로부터 hairpin-like β-strand(B7 and B8)가 튀어나와 있는 것을 확인할 수 있었다. EndoG의 효소 활성(enzymatic activity)에는 Mg²⁺ 이온이 필요하다. EndoG의 active site에 Mg²⁺ 이온이 존재하며, 이 금속 이온 주위에 His138, Asn169, Glu177 등의 잔기들이 있다. 특히 Asn169는 5개의 water molecule과 함께 active site에 있는 Mg²⁺ 이온 주위에 8면체의 water cluster를 형성되어있다. Arg 잔기는 뉴클레이스 활성(nuclease activity)에 필수적인 잔기로 기질(substrate)의 잘라지기 쉬운 phosphate의 산소(oxygen)를 잡아줌으로써 전이상태(transition state)를 안정화하는 역할을 한다.

이 유전자에 의해 암호화된 단백질은 미토콘드리아 내막 공간에 위치하는 핵 암호화된 엔도뉴클레아제이다.^[2][8] 이 암호화된 단백질은 동물들에게 널리 분포하며 GC 서열에서 DNA를 절단한다. 이 단백질은 DNA 중합효소 감마에 필요한 RNA 프라이머를 생성할 수 있다.^[2]

3. 1. 세포 사멸에서의 역할

4. 임상적 중요성

세포자멸사는 세포가 적절한 신호 자극을 받았을 때 스스로를 파괴하는 기작으로, 자연계에서 널리 관찰된다. 세포자멸사는 노인성 치매, 파킨슨병 등의 퇴행성 신경계 질환, 자가면역 질환, 바이러스 감염, AIDS, 암과 같은 인간 질병의 발달과 깊은 관련이 있다.

이전 연구에서는 높은 EndoG 수준에서 항암제의 효능이 더 높다고 보고했다. 따라서 CHIP와 같은 EndoG 조절자는 암 및 노화에서 산화 스트레스 유발 세포 사멸의 치료 표적이 될 수 있다.^[9] EndoG는 상피 세포에서 세포 노화와 연관되어 동맥 경화와 같은 연령 관련 혈관 질환을 유발할 수 있다.^[6] EndoG의 근핵 국소화는 위축된 노화 골격근과 관련되며, 이는 증가된 자멸사 신호 전달 및 근육량 감소로 이어진다.

마우스의 EndoG 유전자 녹다운은 유해한 손상을 완화시켰다. 따라서 EndoG를 억제하거나 침묵시키는 치료 전략은 손상 및 질병 발생 시 조직을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 지금까지 두 개의 EndoG 억제제인 PNR-3-80 (5-((1-(2-naphthoyl)-5-chloro-1H-indol-3-yl)methylene)-2-thioxodihydropyrimidine-4,6(1H,5H)-dione) 및 PNR-3-82 (5-((1-(2-naphthoyl)-5-methoxy-1H-indol-3-yl)methylene)-2-thioxodihydropyrimidine-4,6(1H,5H)-dione)가 테스트되고 확인되었다.^[5]

4. 1. 심혈관 질환

4. 2. 신경 퇴행성 질환

4. 3. 암

4. 4. 기타 질환

참조

_[1] 논문 Chromosomal localization of mitochondrial transcription factor A (TCF6), single-stranded DNA-binding protein (SSBP), and endonuclease G (ENDOG), three human housekeeping genes involved in mitochondrial biogenesis 1995-01
_[2] 웹사이트 Entrez Gene: ENDOG endonuclease G https://www.ncbi.nlm[...]
_[3] 논문 Endonuclease G interacts with histone H2B and DNA topoisomerase II alpha during apoptosis 2012-04
_[4] 논문 Endonuclease G mediates α-synuclein cytotoxicity during Parkinson's disease 2013-11
_[5] 논문 Novel cytoprotective inhibitors for apoptotic endonuclease G 2015-02
_[6] 논문 Role of endonuclease G in senescence-associated cell death of human endothelial cells http://hw.oeaw.ac.at[...] 2010-08
_[7] 논문 Mutagenesis identifies the critical amino acid residues of human endonuclease G involved in catalysis, magnesium coordination, and substrate specificity 2009-01-15
_[8] 논문 No death without life: vital functions of apoptotic effectors 2008-07
_[9] 논문 CHIP has a protective role against oxidative stress-induced cell death through specific regulation of endonuclease G 2013-06-13
_[10] 논문 Cellular inhibitor of apoptosis protein 1 ubiquitinates endonuclease G but does not affect endonuclease G-mediated cell death 2014-09
_[11] 논문 Cell death: critical control points 2004-01
_[12] 논문 Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics 1972-08
_[13] 논문 Mitochondrial BNIP3 upregulation precedes endonuclease G translocation in hippocampal neuronal death following oxygen-glucose deprivation 2009-09-08
_[14] 논문 BNIP3 upregulation and EndoG translocation in delayed neuronal death in stroke and in hypoxia 2007-05
_[15] 논문 The proapoptotic protein BNIP3 interacts with VDAC to induce mitochondrial release of endonuclease G 2014
_[16] 논문 Alternative projections of mortality and disability by cause 1990-2020: Global Burden of Disease Study 1997-05
_[17] 논문 Myocardial reperfusion: a double-edged sword? 1985-11
_[18] 논문 Characterization of endonuclease G and mitochondria-sarcoplasmic reticulum-related proteins during cardiac hypertrophy 2015-09