국내 연구진이 세포가 스트레스를 받을 때 생성되는 유해한 단백질이 세포 안에서 분해되는 원리와 과정을 밝혀냈다. 스트레스로 인한 각종 질환의 억제와 치료에 기여할 것으로 기대된다.
한국생명공학연구원(원장 오태광)은 15일 난치질환치료제연구센터(WCI) 김보연 박사와 서울대 권용태 교수팀이 세포가 스트레스를 받을 때 생기는 단백질응고체에 결합하는 ‘p62’(Sequestosome-1)라는 단백질이 이 단백질응고체 제거에 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다고 밝혔다.
이 연구 결과는 ‘네이처 셀 바이올로지’(Nature Cell Biology. 6월 15일자) 온라인판에 게재됐다.
세포 내에는 수명이 다하거나 손상된 단백질을 폐기처리하는 유비퀴틴-프로테아좀 시스템과 세포 내부에 응집된 단백질응고체나 손상된 세포 소기관을 분해해 재활용하는 자가포식시스템이 있어 스트레스 상황에서 생물체의 생존과 항상성을 유지해 준다.
유비퀴틴-프로테아좀 시스템은 유비퀴틴이라는 작은 단백질이 손상된 단백질에 결합, 프로테아좀에 의해 분해되도록 하며, 자가포식시스템은 세포에 해가 되는 물질이나 손상된 세포소기관을 세포 내 이중막으로 둘러싸서 분해하고 재활용한다.
노화나 유전적 변이, 세포 내 각종 스트레스 등으로 생성된 유해성 단백질 쓰레기가 쌓이면 신경세포 손상이 일어나 파킨슨병, 헌팅턴병 같은 등 퇴행성 뇌질환과 각종 신경성 질환의 원인이 된다.
연구진은 이 연구에서 단백질응고체가 p62라는 단백질과 결합해 세포 내 소각로 역할을 하는 리소좀에 전달된다는 데 착안, 단백질응고체가 분해되는 과정을 조사했다.
그 결과 p62는 단백질의 특수 부위에만 특이적으로 결합하는 것으로 나타났으며, 이는 스트레스에 의해 생성되는 단백질응고체를 제거하는 데 매우 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.
연구진은 단백질응고체 분해과정을 조절할 수 있는 후보물질을 발굴, 헌팅턴병 원인 인자인 헌팅턴 단백질응고체 쓰레기를 배양세포에서 제거하는 원천기술을 확보했다며 이번 연구 결과를 활용한 신약 개발 등 연구를 계속하고 있다고 밝혔다.
김보연 박사는 “이 연구는 신경퇴행성 질환ㆍ암ㆍ면역계 질환 치료를 위해서는 선택적 자가포식 활성화가 중요하다는 것을 밝힌 것”이라며 “새로 발굴한 저분자 화합물을 이용한 자가포식 조절을 통해 변성 단백질의 비정상적 축적으로 발생하는 신경퇴행성 질환, 암, 당뇨병, 염증 질환, 심혈관 질환 등의 치료제 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
