Topoisomerase Inhibitor의 항암스크리닝 서비스

TopoGEN은 Topoisomerase 표적 약물을 식별하기 위한 스크리닝 서비스를 제공합니다. 

Topoisomerase drug은 두가지 메카니즘에 관여합니다. 


1. 효소의 활성 억제 (Catalytic Inhibitory Compound, CICs)

이러한 약물은 효소의 촉매 활성을 차단하거나 제한합니다. 일반적으로 CIC는 전체 반응 순서 중 1단계 또는 2단계에서 작용합니다. cleavage complex로 진행하는데 필요한 non-covalent complex를 막아 촉매를 효과적으로 차단합니다. Top2 CIC (ICRF-187) 종류가 많은 반면 Top1 CIC는 적습니다. NaCl의 증가가 CIC를 모방할 수 있기 때문에 CIC는 비특이적으로 반응할 수 있습니다. 혹은 강한 DNA intercalator가 촉매 반응 순서를 방해할 수 있습니다. 


2. Cleavable complex 형성 촉진 (Interfacial Poisons, IFPS)

이러한 약물들은 re-ligation step을 묶어버림으로써 효소가 DNA target sequence에 공유적으로 포획되고, 동시에 절단된 DNA가 안정화되도록 합니다. IFP는 cleavage complex에 입체 화학적으로 개입하여 IFP 제재가 절단 중간산물의 정렬 오류를 유도하여 cleavage complex를 다시 정렬할 수 없도록 하는 topo+drug+DNA를 형성하는 것으로 보입니다. 

IFP를 테스트할 때 proteinase K digestion 단계를 수행하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 cleavage product가 agarose gel에서 shift되어 해석이 불가능해 집니다.  

topoisomerase-scheme
Topoisomerase I reaction scheme

Step 1 : Topoisomerase I (Top1)이 template를 스캔하고 binding 할 수 있는 위치를 찾아낸다.  
Step 2 : 일단 적합한 위치를 찾게 되면, enzyme은 ionic/electrostatic interaction을 통해 template에 붙는다. (이온성이나 pH, 온도 등을 변경시키면 Top1은 다시 떨어진다.)
Step 3 : Top1/DNA cleavage complex는 phosphoryl-tyrosine covalent bond를 가진 단일 가닥으로 cutting되고, 이것은 찾아내기 힘든 구조가 된다. IFP가 있는 상태에서 이러한 cleavage complex는 ssDNA 중간체로서 안정화된다. (따라서 이러한 covalent complex는 IFP의 hallmark로 볼수 있다.)

즉, CIC drug은 pre-cleavage 단계인 Step 1,2에서 일차적으로 활성을 보이고 (blue circle 참고), IFP는 그러한 cleavage complex를 안정화시키는 역할을 합니다. (red circle 참고)
일부 약물은 CIC와 IFP로 작용하는 혼합 작용 방식을 가지기도 합니다. 대부분의 경우 차단하거나 절단하는 효과는 서로 다른 농도에서 최대의 효과를 발휘할 수 있으므로 여러 titration에서 테스트해야 합니다. 


Topogen의 Topoisomerase Inhibitor Screening 서비스는 다음과 같은 장점을 제공합니다.

  • Positive & Negative control을 사용하여 실험이 완벽하게 잘 수행되었음을 입증합니다. 
  • 모든 marker를 이용하여 결과를 검증합니다. 
  • 고순도의 효소를 사용하여 원핵 및 진핵 시스템을 테스트 할 수 있습니다. 
  • Enzyme 종류 : Human DNA Topoisomerase I, Human DNA Topoisomerase IIα, E.  coli DNA Gyrase, S. aureus DNA Gyrase, E. coli Topoisomerase IV, S. aureus Topoisomerase IV
  • Topo I, IIa, IIb의 경우, 테스트에 적합한 다양한 세포주를 보유하고 있으며, 거의 모든 관심 세포주에서 약물 (CIC 또는 IFP)을 테스트 할 수 있습니다. 
  • Dual Gel 분석 시스템을 이용합니다. 하나는 non-EB gel을 이용하여 명확한 촉매 활성을 입증하고, 다른 하나는 EB가 함유된 gel을 사용하여 cleavage product를 명확하게 분석합니다. 반응이 같은 튜브에서 나오므로 재현성이 높고 정확한 결과를 제공합니다. non-EB gel system은 약물의 DNA intercalator 여부를 확인할 수 있으며, 이는 세포의 유전 독성을 파악할 수 있는 자료가 됩니다. 


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Topoisomerae Inhibitor 분석서비스 문의 : 고마바이오텍(주) (02-579-8787)