스트레스로 생기는 유해 단백질 분해하는 단백질 발견

국내 연구진이 세포가 스트레스를 받을 때 생성되는 유해 단백질을 분해·제거하는 데 관여하는 새로운 단백질의 메커니즘을 밝혀냈다. 스트레스에 의해 발병하는 신경퇴행성 질환과 암·면역계 질환을 억제하는 치료제 개발에 한 발짝 다가서는 계기가 될 전망이다.

한국생명공학연구원은 난치질환치료제연구센터(WCI) 김보연 박사팀과 서울대 권용태 교수팀이 세포가 스트레스를 받을 때 생기는 단백질응고체에 결합해 이를 제거하는 데 중요한 역할을 'p62' 단백질이 한다는 사실을 발견했다고 15일 밝혔다.

인간 신체의 세포 내 단백질은 수명이 다하거나 손상되면 이를 분해해 폐기·처리하는 '유비퀴틴-프로테아좀 시스템'과 세포 내부에 응집된 단백질(단백질 쓰레기)나 손상된 세포 소기관을 분해해 재활용하는 '자가포식시스템'이 있어 스트레스 상황에서 생물체의 생존과 항상성을 유지해 준다.

노화, 유전적 변이, 세포 내 각종 스트레스 등으로 유해성 변성 단백질 응고체가 쌓이면 신경세포에 손상이 일어나 퇴행성 질환과 각종 신경성 질환을 일으킨다. 변성 단백질 응고체는 암, 심근경색 등 다른 질병 발병에 매우 중요한 원인이기도 하다.

연구팀은 단백질응고체가 p62라는 단백질과 결합해 세포 내 소각로 역할을 하는 '리소좀'에 전달된다는 사실에 착안, 세포가 스트레스를 받을 때 생기는 단백질응고체가 어떻게 분해·처리되는지를 조사했다.

그 결과, p62는 단백질의 특수 부위에만 특이적으로 결합한다는 점을 발견했으며, 이는 스트레스에 의해 생기는 단백질응고체를 제거하는 데 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀낸 결과다.

그동안 세포가 스트레스를 받아 생기는 단백질응고체는 소포체(단백질 합성 장소) 내에서 스스로 정화과정을 거쳐 없어지는 것으로 알려졌으나, 관련 메커니즘에 대해서는 알려지지 않았다.

이 연구를 통해 소포체 밖의 세포질에서 일어나는 작용이 단백질응고체 처리에 매우 중요한 역할을 하고, 새로운 분해과정을 밝혀냈다는 게 연구팀의 설명이다.

현재 연구팀은 단백질응고체를 효과적으로 분해·제거할 수 있는 저분자 화합물을 발견해 헌팅턴 질병을 치료하기 위한 기술을 확보했으며, 동물실험을 통해 세포 내 단백질응고체를 효과적으로 제거하는 신약개발 연구를 진행하고 있다.

이 연구결과는 네이처 자매지인 '네이처 셀 바이올로지(15일자) 온라인판'에 실렸다.

연구책임자인 김보연 박사는 "이 연구는 신경퇴행성 질환과 암, 면역계 질환 치료를 위해서는 선택적 자가포식을 활성화하는 것이 중요하다는 것을 밝힌 것으로, 향후 스트레스에 의한 각종 질환과 질병을 예방하고 치료하는 데 큰 역할을 할 것"이라고 말했다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr