펩타이드수송 단백질 새 메커니즘 세계최초 규명…신약후보물질 발굴 기대

지스트 진미선 교수 연구팀

TAPL의 지질수송 메커니즘 모식도(지스트 제공)/뉴스1

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 지스트(광주과학기술원)는 7일 생명과학부 진미선교수 연구팀이 세포 내 불필요한 펩타이드를 운반하는 단백질 TAPL이 세포 내 지질수송 기능을 가지고 있음을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.

연구성과는 TAPL을 표적으로 하는 신약후보물질을 발굴하는 데 필요한 핵심정보를 제공할 것으로 기대된다.

TAPL은 체내에서 세포막 내외로 당과 비타민, 호르몬, 대사산물, 항생제, 항암제를 수송하는 단백질인 'ABC 트랜스포터'의 일종이다. ABC 트랜스포터의 돌연변이나 기능 이상은 암과 대사질환, 퇴행성 뇌질환, 저혈당증 등 다양한 난치성 질환의 주요 원인으로 보고되고 있다.

이러한 중요성 때문에 그동안 TAPL에 대한 많은 연구가 이루어져 왔으나 TAPL의 단백질 결정화 과정이 매우 까다로워 세포 내 펩타이드 수송 메커니즘 연구에 큰 걸림돌이 되어 왔다.

이번 연구에서 진미선교수 연구팀은 초저온 전자현미경을 이용해 결정화 과정 없이도 TAPL이 갖는 여러 구조 규명에 성공, TAPL이 펩타이드뿐만 아니라 인지질 수송에도 관여함을 세계 최초로 규명했다.

세포막은 외막과 내막의 이중막으로 되어있는데, 외막의 지질을 내막으로 혹은 내막의 지질을 외막으로 수송하는 것을 '인지질 수송'이라고 한다. 이 수송기능에 이상이 생기면 알츠하이머와 같은 퇴행성뇌질환 혹은 비만, 지방간의 대사질환이 발생할 수 있다.

연구팀은 TAPL의 펩타이드 길이에 따른 수송 능력의 차이뿐만 아니라 인지질에 의한 ATP 분해 활성 증가를 확인했다.

연구팀은 이번 TAPL 구조 및 기능 연구를 통해 △TAPL이 2개의 서로 다른 작동 메커니즘을 통해 펩타이드뿐만 아니라 인지질 수송에도 관여한다는 가설을 증명하고 △수송 사이클 동안 기질 및 ATP 결합으로 인한 TAPL의 구조 전이 과정을 분자 수준에서 밝혀냈으며 △향후 TAPL이 암, 대사질환, 퇴행성 뇌질환 치료를 위한 표적 단백질로 고려될 수 있는 가능성을 제시했다고 밝혔다.

진미선 교수는 "이번 연구를 통해 TAPL의 기능적 다양성에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있었을 뿐만 아니라 향후 TAPL을 표적으로 하는 신약후보물질을 발굴하는 데 필요한 핵심 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다"고 했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 국제학술지 '네이쳐 커뮤니케이션(Nature communications)'에 10월 4일 온라인 게재됐다.

kanjoys@news1.kr