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미토콘드리아 칼슘 조절 원리 찾았다

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2015년 10월 08일 18:00 프린트하기

학술지 엠보리포트(EMBO Reports) 최신호 표지
학술지 ‘엠보 리포트(EMBO Reports)’ 최신호 표지.
세포내 호흡과 에너지 합성 등 생명 유지에 필수적인 역할을 하는 미토콘드리아의 새로운 기능을 국내 연구진이 밝혀냈다. 새로운 심혈관 질환 치료기술 개발 등으로 이어질 것으로 기대된다.
 
광주과학기술원(GIST) 생명과학부 엄수현, 김도한 교수 공동 연구팀은 미토콘드리아에서 칼슘 유입통로 기능을 하는 막단백질의 고해상도 3차원 구조와 기능을 밝혀냈다고 8일 밝혔다.
 
연구팀이 밝혀낸 막단백질은 흔히 ‘미토콘드리아 칼슘 유니포터’라고 불린다. 연구진은 이 막단백질의 한쪽 끝 부분(N-말단)의 고해상도 3차원 구조를 밝히고, 이 구조가 새로운 유형의 단백질 접힘이라는 사실을 확인했다. 이 구조를 과학적으로 규명해 낸 건 세계적으로 처음이다.
 
지금까지는 미토콘드리아가 어떤 원리로 칼슘 농도를 조절하는지 명확히 밝혀지지 않았다. 2011년 미토콘드리아 칼슘 유니포터가 칼슘 유입 통로 역할을 한다는 사실이 새롭게 밝혀졌으며, 이것이 제 기능을 못하면 다양한 질환으로 이어질 수 있다는 사실.이 밝혀지면서 의약품 개발 분야에서 표적 단백질로 주목받아 왔다. 그러나 아직까지 3차원 구조에 대해서는 보고된 바가 없었다.
 
연구진은 이 구조를 X선 단백질결정학기법으로 분석해 이 부위가 지금까지 보고된 적이 없는 새로운 유형의 단백질 접힘 구조로 돼 있다는 사실을 밝혀냈다. 아미노산 230여 개가 연결된 복잡한 구조로, 아미노기(NH2)와 카르복실기(COOH)라는 분자구조를 가진 아미노산이 사슬처럼 구성돼 있다.
 
연구진은 이 부위를 삭제하거나 이 부위에 돌연변이를 도입하는 추가 실험을 통해 이 부위에 이상이 생기면 미토콘드리아의 칼슘 유입 활성이 크게 떨어진다는 사실도 확인했다.
 
엄 교수는 “미토콘드리아에 칼슘이 과다 유입되면 세포 사멸로 이어져 심근경색, 뇌전증 등 심혈관과 신경계 질환을 일으킬 수 있다”며 “이 연구결과가 다양한 질병 치료법 개발에 중요한 실마리를 제공할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
 
연구결과는 분자생물학 분야 학술지 ‘엠보 리포트(EMBO Reports)’ 1일 자 표지논문으로 게재됐다.

 
미토콘드리아 칼슘 유니포터의 구조 - 광주과기원 제공
미토콘드리아 칼슘 유니포터의 구조. - 광주과기원(GIST) 제공
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2015년 10월 08일 18:00 프린트하기

 

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