한국도레이과학진흥재단 지원 연구팀, ‘프로테아좀’ 품질관리 기전 세계 최초 규명

서울대 의과대학 이민재 교수 연구팀 성과…美 PNAS에 게재

▲이민재 교수

한국도레이과학진흥재단이 연구기금을 지원한 서울대 의과대학 이민재 교수 연구팀(제1저자 최원훈 박사)이 세포 내 단백질 분해의 핵심효소인 프로테아좀의 품질관리 기전(機轉)을 세계 최초로 규명했다고 발표했다.

이 연구는 28일(현지시간) 세계적인 학술지 ‘미국국립과학원 회보(PNAS)’에 게재됐다.

이번 연구는 손상되거나 불필요한 단백질을 제거하여 세포의 항상성을 유지하는 프로테아좀 관리 기전을 세계 최초로 규명하면서 병인(病因)단백질의 축적에서 비롯되는 질병 치료에 새로운 해법을 제시했다는 평가를 받는다.

일반적으로 노화, 유전적 변이 등으로 쓰레기 단백질이 쌓이면 세포 손상이 일어나 암, 퇴행성 뇌질환, 심장질환 등의 원인이 된다.

▲건강한 세포와 질환 세포 내에서 프로테아좀 품질관리 기전의 차이. 일반적인 상황에서는 프로테아좀 재생 또는 분해가 응집소체를 매개하여 활발히 일어나고 있으나, 스트레스 조건에서는, 이 기전이 제대로 작동하지 못해 병인단백질의 축적, 나아가 다양한 질환을 유도할 수 있다.

프로테아좀의 활성이 저하되면 응집소체(aggresome)내로 이동하며, 이후 활성이 복원되지 않은 경우, 프로테아좀은 자가포식에 의해 분해된다. 반면, 프로테아좀이 활성을 재획득한 경우, 응집소체에서 세포질로 빠져나와 재활용되는 일련의 단백질 품질관리 기전을 밝혀낸 것이다.

연구팀은 “이번에 밝혀낸 프로테아좀 항상성 유지 기전을 바탕으로 다양한 병인성 단백질 축적이 원인인 질병들에 대하여 프로테아좀의 유비퀴틴화, 응집소체로의 이동 경로, 자가포식의 약리적 조절 등을 매개한 새로운 치료의 대안을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 전했다.

한편, 2018년 출범한 한국도레이과학진흥재단은 지금까지 4명의 과학기술상 수상자와 총 8팀에

연구기금을 지원하고 있으며, 오는 10월 제3회 과학기술상 및 연구기금을 시상한다.