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그랜자임

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목차

1. 개요

그랜자임은 세포독성 T 림프구와 자연 살해 세포에서 발견되는 효소로, 세포 사멸 유도, 병원체 제거, 면역 조절 등 다양한 역할을 수행한다. 1986년 위르크 초프와 연구진에 의해 처음 발견되었으며, 그랜자임 B는 카스파제를 활성화하여 세포 자멸사를 유도하고, 그랜자임 A는 염증 반응을 시작하는 등, 다양한 그랜자임이 존재한다. 그랜자임은 암 연구에도 활용되며, 림프종 형성을 억제하는 데 기여한다.

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그랜자임
개요
유형단백질 종류
기능세포자멸사 유도
상세 정보
발견 장소세포독성 T 세포, 자연 살해 세포
관련 질병암
심혈관 질환
폐 질환
당뇨병
피부 노화
역할세포외 기질 분해
혈관 투과성 유도
조직 손상 및 염증 유발
상처 치유 지연
추가 정보
관련 단백질퍼포린
그란뉼리신

2. 역사

1986년, 위르크 초프(Jürg Tschopp)와 그의 연구팀은 세포독성 T 림프구와 자연 살해 세포가 운반하는 세포 용해 과립 내에서 발견되는 다양한 그랜자임을 정제하고 특성화하여 발표하였다. 위르크는 8가지 다른 그랜자임을 확인하고 각각에 대한 부분적인 아미노산 서열을 발견했다. 이 분자들은 위르크와 그의 팀이 그랜자임이라는 이름을 만들기 전 5년 동안 비공식적으로 Grs로 명명되었으며, 이 이름은 과학계에서 널리 받아들여졌다.[45]

그랜자임 분비는 웨스턴 블랏이나 ELISA 기술을 사용하여 감지하고 측정할 수 있다. 그랜자임 분비 세포는 유세포 분석 또는 ELISPOT으로 식별 및 정량화할 수 있다. 대안적으로, 그랜자임 활성은 그들의 프로테아제 활성 덕분에 분석될 수 있다.

3. 역할

그랜자임은 카스파제를 활성화하여 세포 사멸을 유도한다. 특히 그랜자임 B는 Bid 단백질을 절단하여 미토콘드리아 막 투과성을 변화시키고, 사이토크롬 c 방출을 유도하여 세포 사멸을 촉진한다.[32] 그랜자임은 표적 세포뿐만 아니라 세포 내 병원체도 표적으로 삼아 제거할 수 있다. 그랜자임 A와 B는 박테리아의 전자 전달 사슬 구성 요소를 절단하여 산화 손상을 유도하고,[33] 그랜자임 B는 바이러스 단백질을 절단하여 바이러스 활성화 및 복제를 억제한다.[36] 그랜자임은 핵산(DNA와 RNA)에 직접 결합하여 핵산 결합 단백질의 절단을 향상시킨다.[35]

최근에는 T 림프구 외에도 수지상 세포, B 세포, 비만 세포 등 다른 면역 세포와 각질세포, 폐포세포, 연골세포 등 비면역 세포에서도 그랜자임이 발현되는 것으로 밝혀졌다.[37] 세포 외로 방출된 그랜자임 B는 세포외기질 단백질을 분해하고 조직 손상 및 리모델링에 관여하여 죽상경화증,[39] 동맥류,[40][41] 혈관 누출,[42] 만성 상처 치유,[41][43] 피부 노화[44] 등 다양한 질병과 관련이 있다.

4. 기타 기능

그랜자임 A는 류마티스 관절염 환자의 활액에서 증가하며, 염증 반응을 유발하는 것으로 알려져 있다.[46][15][30] 그랜자임 K는 패혈증 환자에서 높은 수준으로 발견된다.[46][15] 그랜자임 H는 바이러스 감염과 직접적인 상관관계가 있으며, 바이러스 단백질 분해를 통해 바이러스 복제를 억제한다.[46][15][30]

그랜자임은 면역 조절, 즉 감염 시 면역계의 항상성 유지에 관여할 수 있다.[46][15][30] 그랜자임 A는 B 세포 증식을 유발하고, 세포외기질을 절단하여 T 세포와 NK 세포의 이동을 촉진한다.[47][31]

5. 암 연구

면역 감시는 전암성 및 악성 세포가 면역 체계에 의해 손상된 것으로 인식되어 제거되는 과정이다.[46] 종양이 진행되기 위해서는 성장 촉진을 위한 신체 및 주변 지역의 조건이 필요하며, 거의 모든 사람들은 신체의 종양과 싸울 수 있는 적절한 면역 세포를 가지고 있다. 연구에 따르면 면역 체계는 전암성 세포가 자라는 것을 방지하고 확립된 종양의 퇴행을 중재하는 능력도 가지고 있다. 암세포의 위험한 점은 면역 체계의 기능을 억제하는 능력이 있다는 것이다. 종양은 초기 단계에 있고 매우 약할 수 있지만, 면역 체계의 기능을 억제하여 종양을 성장시키고 유해하게 만드는 화학 물질을 방출할 수 있다. 실험에 따르면 그랜자임과 퍼포린이 없는 쥐는 종양이 몸 전체에 퍼질 위험이 높은 것으로 나타났다.[46]

종양은 면역억제성 TGF-β를 분비하여 면역 감시에서 벗어날 수 있다. 이것은 T 세포의 증식과 활성화를 억제한다. TGF-β 생산은 종양이 사용하는 면역 회피의 가장 강력한 메커니즘이다. TGF-β는 퍼포린, 그랜자임 A 및 그랜자임 B를 포함한 5가지 다른 세포독성 유전자의 발현을 억제하고, 이는 T 세포 매개 종양 제거를 억제한다.

과학자들이 p53이 퍼포린만큼 림프종 감시에서 큰 역할을 하지 않는다는 것을 발견했을 때, 림프종으로부터 신체를 보호하는 퍼포린의 역할이 강조되었다. 퍼포린과 그랜자임은 다양한 종류의 림프종의 형성으로부터 신체를 보호하는 직접적인 관련 능력이 있는 것으로 밝혀졌다.[46]

6. 유전자

그랜자임 A

그랜자임 B

그랜자임 H

그랜자임 K

그랜자임 M

참조

[1] 논문 Granzymes at a glance 2006-12
[2] 논문 Cytotoxic cells kill intracellular bacteria through granulysin-mediated delivery of granzymes 2014-06
[3] 논문 Cytotoxic T lymphocyte granules are secretory lysosomes, containing both perforin and granzymes 1991-05
[4] 논문 Leukocyte protease binding to nucleic acids promotes nuclear localization and cleavage of nucleic acid binding proteins 2014-06
[5] 논문 Granzyme B inhibits vaccinia virus production through proteolytic cleavage of eukaryotic initiation factor 4 gamma 3 2011-12
[6] 논문 Granzymes in age-related cardiovascular and pulmonary diseases 2010-04
[7] 논문 Granzyme B in injury, inflammation, and repair 2012-12
[8] 논문 Perforin and granzyme B have separate and distinct roles during atherosclerotic plaque development in apolipoprotein E knockout mice
[9] 논문 Perforin-independent extracellular granzyme B activity contributes to abdominal aortic aneurysm 2010-02
[10] 논문 Serpina3n accelerates tissue repair in a diabetic mouse model of delayed wound healing
[11] 논문 Granzyme B releases vascular endothelial growth factor from extracellular matrix and induces vascular permeability 2014-07
[12] 논문 Granzyme B degrades extracellular matrix and contributes to delayed wound closure in apolipoprotein E knockout mice 2013-10
[13] 논문 Granzyme B contributes to extracellular matrix remodeling and skin aging in apolipoprotein E knockout mice 2011-06
[14] 논문 A quarter century of granzymes 2012-01
[15] 논문 Granzymes in cancer and immunity 2010-04
[16] 논문 Granzymes: a family of lymphocyte granule serine proteases
[17] 논문 Granzymes at a glance 2006-12
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[24] 논문 Perforin-independent extracellular granzyme B activity contributes to abdominal aortic aneurysm 2010-02
[25] 논문 Serpina3n accelerates tissue repair in a diabetic mouse model of delayed wound healing
[26] 논문 Granzyme B releases vascular endothelial growth factor from extracellular matrix and induces vascular permeability 2014-07
[27] 논문 Granzyme B degrades extracellular matrix and contributes to delayed wound closure in apolipoprotein E knockout mice 2013-10
[28] 논문 Granzyme B contributes to extracellular matrix remodeling and skin aging in apolipoprotein E knockout mice 2011-06
[29] 논문 A quarter century of granzymes 2012-01
[30] 논문 Granzymes in cancer and immunity 2010-04
[31] 논문 Granzymes: a family of lymphocyte granule serine proteases
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[47] 논문 Granzymes: a family of lymphocyte granule serine proteases


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