데일리메디 초저온 전자현미경으로 암 관련 '단백질 구조' 규명

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초저온 전자현미경으로 암 관련 '단백질 구조' 규명
송지순·이자일 교수 "신약 후보물질 발굴 가속화 기대"

[ 2019년 12월 19일 05시 37분 ]

[데일리메디 임수민 기자] 국내 연구진이 초저온 전자현미경을 통해 암과 관련된 단백질 구조와 작용 기전을 밝혀냈다. 이번에 규명된 암 관련 단백질 구조는 추후 항암제 개발 연구시 기초 자료로 활용될 수 있다.

송지순 카이스트(한국과학기술원) 교수와 이자일 유니스트(울산과학기술원) 교수는 공동연구를 통해 암 관련 단백질 'Abo1'(ATAD2계열) 구조를 확인해 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 발표했다고 17일 밝혔다.

연구진에 따르면 사람 몸속의 DNA는 '히스톤(Histone, DNA 활성 조절하는 단백질)'이라는 단백질을 중심으로 압축돼 작은 세포의 핵 속에 들어있는데, DNA 유전정보를 복제하거나 단백질을 만드는 과정에서 DNA 사슬을 느슨하거나 팽팽하게 조절한다.

이 과정 중 히스톤이 뭉치거나 DNA 사슬이 엉기게 되면 유전정보 손실이나 무분별한 발현이 일어나 암으로 이어질 수 있는데, 이때 올바르게 작동하도록 제어하는 단백질이 '히스톤 샤페론(histone chaperones)'이며 연구진은 초저온 전자현미경을 통해 히스트 샤페론 중 하나인 'ATAD2' 분자구조와 작용 기전을 규명했다.

연구팀은 생체분자를 자연적인 상태대로 볼 수 있는 초저온적 전자현미경을 이용해 ATAD2가 ATP를 ADP로 분해하며, 생성되는 에너지를 이용해 나선형(Spiral)구조에서 고리(Planar ring) 구조로 변형 되는 것을 밝혀냈다.

나아가 생체분자 표면을 그려내는 고속원자힘현미경 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용해 ATAD2의 구조 변화 과정을 실시간으로 관찰해, 고리 구조 중앙에 히스톤이 결합하며 이 결합이 ATAD2가 히스톤을 DNA에 전달하는 데 필수적인 역할을 한다는 것을 입증했다.

송지준 교수는 "본 연구는 초저온 전자현미경 등 첨단 생물리학적 기법을 통해 암 등의 질환과 관련된 히스톤 샤페론 단백질 구조와 작용기전을 밝힌 것"이라며 "해당 단백질을 표적으로 하는 신약 후보물질 발굴을 가속화 할 것으로 기대된다"고 전했다.