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Notch 신호 전달 경로란 무엇인가?

Notch는 막을 통과하는 수용체의 큰 클래스입니다. Notch 신호 전달 경로는 모든 후생동물에서 배아 발달에 필수적인 매우 보존된 세포 간 신호 전달 메커니즘으로, 인접한 세포 간의 소통을 통해 세포 발달을 조절하는 중요한 경로입니다.

Notch 신호 전달 경로의 구성

Notch 신호 전달 경로는 주로 세 가지 부분으로 구성됩니다:

1. Notch 수용체
2. Notch 리간드 (DSL 단백질)
3. 세포 내 효과 분자 (CSL-DNA 결합 단백질)

포유류는 NOTCH1, NOTCH2, NOTCH3, NOTCH4라는 네 가지 서로 다른 Notch 수용체를 가지고 있습니다. 이들의 주요 기능은 리간드와 결합하여 Notch 신호를 시작하는 것입니다. Notch 단백질(Notch1-Notch4)은 단일 통과 수용체로, Delta (또는 Delta-like)와 Jagged/Serrate 계열의 막 결합 리간드에 의해 활성화됩니다.

Notch 리간드, 또는 DSL 단백질은 보존된 분자 구조를 가진 막 결합 단백질입니다. 현재 알려진 Notch 리간드는 Delta-like (DLL1, DLL3, DLL4)와 Jagged1, Jagged2입니다.

세포 내 효과 분자는 CBF-1 (C-promoter binding factor-1), 또는 포유류에서 RBP-Jκ (recombination signal binding protein-jκ)라고도 불립니다. 이는 전사 억제기로, Notch 신호 전달 경로에서 CBF-1은 Notch의 유도를 인식하고 특정 DNA 서열 (GTGGGAA)에 결합합니다.

Notch 신호 전달 경로의 활성화

Notch 신호 전달 경로는 RBP-Jκ가 경로 전파에 참여하는지 여부에 따라 정통적인 경로와 비정통적인 경로로 나눌 수 있습니다.

정통적인 Notch 신호 전달 경로:

1. 활성화되지 않은 Notch 수용체는 세 가지 가수분해 후 용해성 세포 내 도메인(NICD)을 방출합니다.
2. 이후, NICD는 핵으로 이동하여 CSL이라는 DNA 결합 단백질과 복합체를 형성하고, 이를 통해 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC)-코억제기(CoR) 복합체를 CSL에서 밀어냅니다.
3. MAML1과 **히스톤 아세틸전달효소(HATs)**와 같은 활성화 복합체 구성 요소들이 NICD-CSL 복합체로 모집되어, Notch 표적 유전자의 전사 활성화를 유도합니다.

Notch 신호 전달과 관련된 질병

Notch 신호의 변화는 종양 발생, 유전 질환, 자가면역 질환 등 여러 질병의 발생과 밀접하게 연관되어 있습니다. 이 경로에 대한 연구는 질병 치료를 위한 타겟을 제공할 수 있습니다.

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