북방산 개구리 난소의 Cytochrome P450c17유전자 특성
Characterization of Ovarian Cytochrome P450c17(17 α-hydroxylase/17,20-lyase) in Rana dybowski
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초록
스테로이드 합성효소 중 17-hydroxylase/17,20-lyase (P450c17)는 progesterone을 17-hydroxyprogesterone을 거쳐 androstenedione으로 변환을 담당하는 효소이다. 양서류 난소에서 스테로이드 합성의 분자적 조절과정의 연구에 사용할 목적으로 북방산 개구리(Rana dybowskii) 난소에서 P450c17 cDNA를 클로닝 하였다. 북방산 개구리 난포세포의 cDNA library 검색을 통해 분리된 약 2.5 kb의 cDNA는 529개의 아미노산을 가진 단일 번역틀을 가지고 있었다. 개구리 P450c17의 아미노산 서열은 Xenopus와는 76%, 닭과는 63%, 그리고 사람과는 약 45%의 동일성을 보여 주였고, 동시에 진화적으로 척추동물에서 매우 잘 보존된 아미노산 서열을 가지고 있었다. 노던 분석에서 개구리의 P450c17 전사체는 난소에서만 2.5 kb와 3.6 kb 크기의 두 종류가 발견되었다. 그리고 개구리 Rana P450c17 cDNA는 비스테로이드 합성 세포인 COS-1세포에서 분명한 17-hydroxylase/17,20-lyase 활성을 주었다. 따라서 클로닝된 개구리 P450c17 유전자는 양서류의 난소에서 스테로이드 합성의 분자적 기작을 연구하는데 매우 유용할 것으로 사료된다.
Abstract
17-hydroxylase/17,20-lyase (P450c17) is the key enzyme mediating the conversion of progesterone to 17-hydroxyprogesterone, ultimately to androstenedione during steroidogenesis. R. dybowskii’s ovarian P450c17cDNA was cloned to understand the regulatory mechanism of ovarian steroidogenic pathway at the molecular level in amphibian. A 2.5 kb cDNA clone encoding a single open-reading frame with a 519 deduced amino acid was isolated with the screening of ovarian cDNA library. This sequence contained the three highly conserved domains as seen in P450C17of other species. The comparison of amino acid sequence of Rana P450C17 with other animal’s P450C17 showed relatively high identity with 76 % in Xenopus, 63% in chicken, 60% in rainbow trout, and 45% in human. Phylogenic analysis also indicated that Rana P450C17 gene was evolutionary well conserved among vertebrate. Northern analysis indicated that the two different sizes of P450C17 transcripts with approximately 2.5 and 3.6 kb were detected in ovary tissue, but not in other tissues. The expression vector of Rana P450C17 clearly showed the 17-hydroxylase activity converting the exogenous progesterone into 17-hydroxyprogesterone in the nonsteroidogenic COS-1 cells. Therefore, Rana P450C17 cDNA is very useful to investigate the molecular mechanism of the ovarian steroidogenesis in amphibian.