국내연구진, 국지적 항산화단백질 조절 메커니즘 규명

노화, 당뇨, 암, 뇌질환 치료제 개발 가능성 열어

[아시아경제 김철현 기자]국내연구진이 국지적 항산화단백질 조절 메커니즘을 규명했다. 이번 연구 성과는 노화, 당뇨, 암, 뇌질환 치료제 개발 가능성을 연 것으로 평가받고 있다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 이서구 이화여자대학교 생명약학부 석좌교수와 우현애 연구교수가 '퍼옥시레독신(Prx)'의 세포 내 국지적 활성조절 메커니즘을 규명했다고 21일 밝혔다.

이서구 교수의 주도 아래 이대 우현애 박사, 강동민 교수, 신동해 교수, 임선희 박사, 생명공학연구원 유대열 박사 등 국내연구진 30여명이 참여한 이번 연구는 교과부와 한국연구재단이 추진하는 '국가과학자지원사업'과 '노화제어기반기술개발사업'의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 세계 최고 권위의 과학저널인 '셀(Cell)誌' 19일자에 게재됐다.

연구팀에 따르면 '퍼옥시레독신'은 노화, 당뇨, 암, 뇌질환 등의 원인인 인체 내 활성산소를 제거하는 '항산화단백질'이며 이서구 교수가 지난 1988년 세계 최초로 발견했다. 활성산소는 호흡으로 섭취된 산소가 최종적으로 물이 되는 과정에서 생기는 부산물로, 산소 호흡을 하는 모든 생명체에서 생성된다.

이서구 교수팀은 이번 연구를 통해 외부 신호를 전달하는 과정에서 활성산소를 제거하는 항산화단백질인 '퍼옥시레독신'이 세포 내에서 활성산소의 농도를 조절하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀에 따르면 성장호르몬과 사이토카인으로 세포를 자극할 때 세포막에 활성산소가 국소적으로 증가한다. 연구팀은 이 때 '퍼옥시레독신' 항산화단백질의 인산화로 활성산소를 감소시킬 수 있다는 사실을 생화학적 방법과 분자영상학적 방법을 이용해 규명한 것이다.

또한 '퍼옥시레독신'의 기능 조절이 세포 내의 신호전달 과정에서 일시적으로 일어나는 단백질 인산화와 매우 밀접한 연관성이 있다는 사실도 발견했다.

연구팀 관계자는 "퍼옥시레독신이 피부상처 치유 과정에서 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 퍼옥시레독신 결손 쥐를 통해 밝혀냈다"며 "퍼옥시레독신 단백질의 인산화로 인한 활성산소 농도 조절이 세포막에 위치하는 신호전달센터인 특정 지방 축적위치에서 이뤄진다는 사실을 생화학적 방법으로 규명하고, 세포 내 활성산소 축적이 일어나는 정확한 위치를 공초점현미경을 이용해 찾아냈다"고 설명했다.

이번 연구 성과는 활성산소 제거에 대한 분자적 메커니즘을 밝힌 것으로, 활성산소의 비정상적인 증가로 인해 유발되는 노화, 당뇨, 암, 뇌질환, 혈관계 질환의 치료를 위한 새로운 이론적 근거를 찾은 것으로 평가받고 있다.

한편 이번 연구는 고농도의 활성산소가 세포성장 억제와 사멸을 유발하는 역기능 외에도, 세포 내에서 신호전달물질로 사용되는 순기능이 있다는 것을 과학적으로 증명했다.

이서구 교수는 "이번 연구는 세포 내 활성산소의 농도 조절에 항산화단백질의 역할이 매우 중요하다는 사실을 실증적으로 보여주는 것"이라며 "향후 노화, 암, 당뇨, 혈관계 질환 등 신호전달 결함으로 발생하는 질병의 새로운 치료제를 개발할 수 있는 가능성을 열었다"고 말했다.

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김철현 기자 kch@asiae.co.kr