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기술동향

파킨슨병 발병 억제 단백질의 침전물 생성 기작 규명

  • 등록일2008-10-29
  • 조회수9206
  • 분류기술동향
파킨슨병 발병 억제 단백질의 침전물 생성 기작 규명

파킨슨병 발생 원인을 밝히는 데 중요한 단서를 제공할 듯
 

한국해양연구원(원장 : 강정극) 차선신 박사 연구팀이 파킨슨병의 발병을 억제하는 단백질인 DJ-1 단백질의 침전물 생성 기작을 규명하였다. 파킨슨병은 치매 다음으로 많이 발병하는 대표적인 퇴행성 뇌질환으로, 뇌에 존재하는 도파민 세포가 사멸하면서 발병하여 운동장애를 나타낸다.
 
DJ-1 단백질은 여러 스트레스로부터 세포를 보호하는 기능을 수행하는 단백질로 알려져 있다. 파킨슨병 환자의 뇌세포에서는 DJ-1 단백질이 정상적인 형태가 아니라 침전물 형태로 존재하는데, 단백질 침전은 그 단백질이 기능을 상실했다는 것을 의미하므로, 파킨슨병 환자의 뇌세포에서는 DJ-1 단백질의 세포 보호 기능이 상실 됐음을 보여준다. 차 박사 연구팀이 바로 이 DJ-1 단백질 침전물의 생성 기작을 규명한 것이다.
 
이번 연구에서는 파킨슨병 환자의 뇌세포에서는 정상인의 뇌세포에서 보다 inorganic phosphate(*)의 농도가 2배가량 높다는 사실에 기초하여 DJ-1 단백질이 inorganic phosphate에 의해 침전된다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈으며, 또한 inorganic phosphate에 의해 생성된 DJ-1 단백질의 3차 구조를 x-선 결정학 방법으로 규명하였다. 아울러 이러한 3차 구조를 바탕으로 DJ-1 단백질의 침전물이 inorganic phosphate에 의해 생성되는 기작을 원자 수준에서 보여 주었다.
 
차 박사 연구팀은 선행 연구를 통해 DJ-1 단백질이 비정상적인 단백질의 침전을 막아 주는 샤페론 기능이 있다는 것을 최초로 증명한 바 있다. 광우병, 치매, 파킨슨병과 같은 뇌질환의 공통된 특징은 뇌세포에 비정상적인 단백질 침전물이 생성된다는 점인데, DJ-1 단백질이 뇌세포에서 비정상적인 단백질 침전물의 생성을 억제함으로써 파킨슨병의 발병을 막아주는 억제자 역할을 수행할 가능성이 있다는 것을 보여 준 것이다. 이후 미국 연구팀의 후속 연구를 통해 DJ-1 단백질이 파킨슨병 발병의 직접적 원인이 되는 알파시누클레인 단백질의 침전을 억제한다는 것이 증명되었다.
 
이번 연구 결과는 파킨슨병 발병에 직접적으로 관여하는 DJ-1 단백질의 침전을 통한 기능상실 기작을 구조생물학적 연구 방법을 통해 규명함으로써 파킨슨병의 발생 기전 규명을 위한 병리학적 후속 연구들에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.
 
한편, 차 박사팀의 이번 연구결과는 미국생화학분자생물학 학회지인 ‘Journal of Biological Chemistry’ 온라인판에 10월 14일  발표되었다.
 
(*) inorganic phosphate는 뼈, 세포막, 핵산의 구성 물질일 뿐만 아니라 세포의 신호 전달 과정을 매개하는 생명 현상 유지에 필수적인 분자이다. 혈액 내 혹은 세포내에서 inorganic phosphate의 농도가 비정상적으로 증가할 경우 여러 질병이 발생하는 것으로 알려져 있다.
 
<참고> DJ-1 단백질의 protofilament 구조
 
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