한국도레이과학진흥재단(이사장 이영관 도레이첨단소재 회장)이 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 7월 29일 수요일(미국, 현지시간 7월 28일) 세계적인 학술지 ‘미국국립과학원 회보(PNAS)’에 게재됐다.

*PNAS(Proceedings of National Academy of Sciences) : 과학기술 문제를 해결하기 위해 미국의회 법령에 따라 구성된 과학자 단체인 미국국립과학원이 1914년 창간한 학술지

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

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 소감을 전했다.

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

세포 내 단백질의 수명이 다하거나 변이가 발생하는 경우 ‘유비퀴틴’이라는 단백질을 매개로 선택적으로 분해하는 ‘유비퀴틴-프로테아좀 시스템’과 세포 내 단백질을 스스로 잡아먹는 ‘자가포식 시스템’이 작동하는 것으로 알려져 있다. 유비퀴틴은 비정상 단백질에 붙는 일종의 표식으로써 이 단백질은 제 기능을 못하니 빨리 제거하라는 정보를 담고 있다.

2018년 출범한 한국도레이과학진흥재단은 지금까지 4명의 과학기술상 수상자와 총 8팀에 연구기금을 지원하고 있으며, 오늘 10월 제3회 과학기술상 및 연구기금을 시상한다.