노화ㆍ질병의 원인 `활성산소’기능 세계 첫 규명

류성언 박사팀, 뇌졸중ㆍ암 등 난치병 치료제 개발 가능성 제시
(서울=연합뉴스) 이정내기자= 국내 연구진이 뇌졸중이나 암 등의 질병을 일으키는 활성산소가 세포내에서 단백질의 구조와 기능을 어떻게 변환시키는 지를 세계 최초로 규명, 난치병 치료를 위한 신약개발 가능성을 열었다.

한국생명공학연구원 단백질체 시스템 연구센터장인 류성언(柳誠彦.43) 박사 연구팀은 세포내에서 활성산소가 단백질의 구조와 기능을 변환시키는 메커니즘을 규명, 저명한 과학저널 `네이처 구조분자 생물학지’ 12월호에 발표한다고 15일 밝혔다.

류 박사팀은 이번 연구에서 생화학적 실험을 통해 스위치 단백질인 `옥시-R’이 세포내에서 활성산소의 농도를 감지해 스스로 구조와 기능을 변화시킨다는 사실을 밝혀내고 구조변화에 소요되는 시간과 이 때 발생하는 에너지를 측정하는 데 성공했다.

활성산소는 세포의 산소호흡의 부산물로 생성되는 데 세포내에 너무 많이 생성되거나 외부에서 유입되면 단백질을 무작위로 변형시켜 죽이거나 기능을 방해함으로써 뇌졸중이나 암, 치매 등 각종 질병과 노화의 원인이 된다. 스위치 단백질은 이런 활성산소가 세포내에 증가하면 이를 조기에 감지해 산화 스트레스에 대항하는 항산화 단백질의 대량 생성을 촉진한다.

연구팀은 세포내에 활성산소가 과량으로 발생하거나 유입될 경우 옥시-R이 0.1초의 짧은 시간에 활성산소와 결합, 산화됨으로써 세포내 많은 방해물질에도 불구하고 활성산소에 대한 방어작용과 신호전달을 마칠 수 있다는 사실을 알아냈다.

또 산화된 옥시-R 단백질의 불안정성은 많은 에너지를 발생시켜 산화된 옥시-R이 다시 원래의 구조로 되돌아 올 수 있게 하는(역방향 구조스위치) 추진력으로 작용한다는 점도 아울러 규명했다.

연구팀은 이번 결과를 토대로 활성산소가 세포기능을 변환시킬 때 중요한 역할을 하는 단백질들을 발굴, 새로운 개념의 질병 치료제를 개발하는 연구를 진행하고 있다.

류 박사는 뇌졸중, 암 등 활성산소와 관련된 난치병 치료를 위한 표적 단백질을 발굴하고 세포시스템의 전체적 연구를 통해 효과적인 신약을 개발할 계획이라고 말했다.

앞서 이 연구팀은 지난 2001년 활성산소가 스위치 단백질인 `옥시-R’과 `열충격 단백질-33’의 3차 구조를 규명해 원자수준에서 활성산소가 세포의 기능을 변화시키는 구조적 원리를 세계 최초로 밝혀 세계적 생물학 저널 `셀(Cell)’과 `네이처 구조분자 생물학’에 발표한 바 있다.

jnlee@yna.co.kr