과학기술부 창의적연구진흥사업단인 한국생명공학연구원 세포스위치단백질구조연구단(단장 류성언 박사)은 활성산소에 의한 세포기능 변환원리를 세계 최초로 규명한데 이어 현재 새로운 스위치단백질을 디자인하는 연구를 진행하고 있다. 현재 세포기능의 인위적인 조절 목적으로 사용될 수 있는 새로운 스위치단백질을 디자인하는 연구로 ▶대표적인 스위치단백질들의 산화 환원된 상태의 3차구조를 규명해 스위치 기작을 원자 수준에서 이해하고, ▶스위치단백질들의 반응성 및 선택성 원리를 새로운 스위치단백질들의 디자인에 사용할 수 있는 방법을 확립하며 ▶새로운 스위치단백질들을 응용할 수 있는 여러가지 방법을 개발하고 있다. 류성언 박사팀은 우선 암세포의 높은 활성산소 레벨을 이용해 암세포에서 선택적으로 활성화돼 세포사멸을 유도할 수 있는 스위치 단백질을 개발해 암치료에 새로운 돌파구를 마련하고, 이와 병행해 특정 활성산소 신호에 반응하는 스위치 단백질들을 디자인해 인위적인 전사조절 및 신경퇴행성 질환의 치료 등에 응용한다는 계획을 세우고 있다. 세포 내 현상의 원자수준 기작의 이해 및 응용연구는 단백질의 구조 기능 관련분야 뿐만 아니라 분자생물학, 면역학, 뇌과학 등의 발전에도 파급효과가 클 전망이다. 류성언 박사팀은 최근 활성산소가 세포기능을 변환하는 원리를 세계 최초로 규명해 활성산소에 의해 조절되는 세포 내 현상 및 암, 치매 등의 질병을 이해하는데 크게 공헌한 것으로 평가받고 있으며, 활성산소에 의한 세포기능스위치 연구분야에서 세계적으로 선도적인 위치를 차지하게 됐다. 류성언 박사팀은 대표적 산화·환원 스위치 단백질인 옥시-R(Oxy-R)과 열충격단백질-33(Hsp33)의 삼차구조를 규명해 해당 단백질들이 세포의 산화·환원상태에 따라 단백질의 근본적인 구조변환을 일으켜 단백질의 기능을 바꾼다는 것을 발견했고, 이 연구결과가 인용지수(Impact Factor)가 높은 학술지인 Cell 4월 6일자와 Nature Struct Biologics 5월호 표지기사에 게재됐다. 활성산소들은 세포에 유해한 기능과 함께 여러가지 세포기능 조절의 핵심적인 메신저로 사용되는데 지금까지는 활성산소의 작용기작에 대한 정확한 이해가 부족했다. 세포스위치단백질은 세포의 성장, 사멸, 방어 등의 기능을 전환하는 조절단백질이다. 특히 외부의 자극에 의해 큰 삼차구조변화를 일으키는 단백질들은 on/off 기작을 가지는 것으로 보이고 있다. 세포기능스위치는 외부의 자극에 반응해 세포의 핵심기능이 조절되는 현상이다. 활성산소는 반응성이 강한 산소의 유도체들을 통칭하는데 세포에 유해한 효과와 함께 세포의 핵심기능을 조절하고 있는 것으로 알려졌다. 세포 내의 활성산소는 노화의 주원인으로 인정되고 있으며, 암·치매 등의 질병에 직접적으로 관여한다. 전사인자(Transcription Factor)는 유전자로부터 단백질을 만들기 위한 첫단계로, DNA의 정보로부터 RNA가 만들어지는 것이 전사(transcription)이며, 세포 내·외의 자극에 의해 전사를 촉진하는 단백질을 전사인자라 한다. 시스테인 아미노산 잔기(Cystein Residue)는 단백질을 구성하고 있는 20가지의 아미노산 잔기 중의 하나로 2개의 시스테인 잔기는 서로 가까이 있을 때 황원자간의 이황화결합을 이룰 수 있다. 단백질구조변환은 활성산소가 단백질폴드 자체도 스위치한다는 것이다. 단백질의 구조는 아미노산 서열에 의해 결정되는 것으로 열역학적 운동으로 인해 약간의 변화는 있을 수 있지만 전체적인 구조인 단백질폴드는 그다지 변하지 않는 것으로 알려져왔는데 류성언 박사팀의 연구결과로 단백질 구조변환이 증명됨에 따라 학계의 주목을 받고 있다. <Chemical Daily News 2001/05/18> |
제목 | 날짜 | 첨부 | 스크랩 |
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[바이오화학] 올해의 생명공학자상 류성언·서연수·박충모 공동수상 | 2001-12-14 | ||
[기술/특허] 9월의 과학기술자상 류성언박사 | 2001-09-24 |
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