한국과학재단(이사장 김정덕)은 활성산소에 의한 세포기능의 변환 기본원리를 세계 최초로 규 명해 활성산소의 기능을 이해하고 인위적인 세포기능조절 기반기술을 확립한 류성언 박사(한국 생명공학연구원 세포스위치단백질구조 연구단)를 이달의 과학기술자상 9월 수상자로 선정했다. 활성산소는 유전자전사, 세포신호전달, 세포사멸 등의 여러 가지 세포기능 조절의 핵심적인 매 개체로 사용되며 암이나 치매와 같은 질병 그리고 노화현상에 중요하게 작용한다는 것이 알려 져 최근 전 세계적으로 연구가 집중되고 있으나 활성산소의 작용원리에 대한 정확한 이해는 부 족한 상태였다. 특히, 활성산소에 의해 기능이 변환되는 단백질들이 여러 종류 발견됐는데 단백질들의 가역적 인 기능변환이 세포기능조절에 중요한 역할을 한다. 활성산소에 의해 효소 활성부위의 간단한 변화에 따라 일어날 수 있는 효소활성저해와는 달리 활성산소에 의해 기능이 활성화되는 단백 질들은 비교적 큰 구조변화가 있어야만 할 것으로 예상됐는데 단백질의 구조가 어떻게 활성산 소와 같이 작은 분자에 의해서 변환될 수 있는가가 큰 관심사였다. 활성산소에 의해 단백질의 기능이 활성화되는 대표적인 예가 박테리아의 전사인자인 옥시-R(Ox y-R) 단백질이다. 옥시-R은 세포내의 활성산소의 농도가 높아지면 조기에 감지해 항산화단백질 을 만들어내는 전사과정을 활성화한다. 류성언 박사는 옥시-R이 활성산소를 감지하고 기능이 변환되는 기작은 활성산소에 의한 세포기 능 조절의 이해에 핵심적인 정보를 제공하고, 궁극적으로는 활성산소 및 그 유도체를 매개체로 사용하는 새로운 세포기능조절을 가능케 하는 단백질들을 인위적으로 설계하는 데 중요할 것 이라고 예측해 옥시-R단백질의 산화환원에 의한 기능변환 기작을 원자수준에서 연구했다. 연구결과, 옥시-R단백질(OxyR) 및 열충격단백질-33의 3차구조 규명을 통해 활성산소가 세포기 능을 변환하는 정확한 원리을 밝혀냈고, 결과를 세계적인 학술지인 Cell지 및 Nature Struct. Biol.지에 매월 간격으로 연속적으로 발표해 활성산소에 의한 세포기능변환 연구분야에서 세계 적으로 선도적인 위치를 차지했다. 특히, Cell지는 과학 전 분야에서 가장 인용지수(impact factor) 가 가장 높은 학술지로 국내 연구결과로는 처음으로 발표된 사례이다. 류성언 박사의 연구결과는 활성산소에 의해 조절되는 세포 내부의 현상 이해 및 암, 치매와 같 은 활성산소와 직접적으로 연관되는 질병들의 이해에도 결정적 단서를 제공한 것으로 평가되고 있다. 한편, 새로 밝혀진 옥시-R 단백질 및 열충격단백질-33의 기능변환원리는 세포 내의 산화환원 상태 또는 활성산소의 레벨에 따라 기능이 켜지거나 꺼질 수 있는 변환 단백질의 설계에 핵심 정보를 제공해 활성산소 및 그 유도체를 매개체로 사용하는 인위적인 세포기능조절의 가능성 을 제시했다. 지금까지 활성산소가 막연히 세포의 여러 기능에 영향을 미칠 것이라고 생각해오던 정성적인 예측에서 활성산소의 직접적이고 근본적인 세포기능조절 원리의 직접적인 증거가 확보됨으로써 앞으로 활성산소 연구에 중요한 새로운 흐름을 예고하고 있다. 우리나라가 세계적인 선도적인 역할을 할 수 있는 토대를 만든 것이다. <Chemical Daily News 2001/09/24> |
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