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활성산소에 의한 세포스위치 기작 최초 규명

분류 기술동향 > 생명과학 > 구조생물학
출처 과학기술부 조회 2671
자료발간일 2005-02-26 등록일 2001-04-07
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활성산소에 의한 세포스위치 기작 최초 규명

 

세계적 학술지 셀(Cell)에 국내 연구결과 최초 게재




⁚ 인체내의 활성산소가 세포기능을 스위치하는 정확한 Mechanism을 과학기술부의 창의적연구진흥사업단(생
명연 류성언 박사)이 세계 처음으로 밝혀냄으로서 기초과학분야에서 큰 업적을 일구어 내었다.


⁚ 한국생명공학연구원 세포스위치단백질구조연구단장 류성언(柳誠彦) 박사(40세)는 대표적 산화환원 스위
치단백질인 '옥시-R(OxyR)'의 산화된 상태와 환원된 상태에서의 삼차구조를 규명하여 단백질폴드 자체가 산
화-환원 상태에 따라 스위치됨을 발견하였다고 발표하였다.


⁚ '옥시-R' 단백질은 활성산소에 의한 세포내의 산화적 스트레스를 감지해서 항산화단백질의 전사(轉寫)
를 촉진하는 전사인자인데 류성언 박사팀은 이번 연구를 통하여 옥시-R이 활성산소를 감지하는 기작과 활성
화되는 기작을 알아내었다.


⁚ 이 연구결과는 과학 전분야에서 인용지수(impact factor) 최상위권에 있는 학술지인 셀(Cell)지 최근호
(4월6일자)에 게재되었다. 국내에서 수행된 연구결과가 셀지에 게재되기는 이번이 처음이다. 셀지는 생명과
학 전반의 완성된 연구결과를 주로 취급하는 학술지이며 인용지수가 'Nature' 나 'Science'지 보다도 높
다.


⁚ 활성산소들은 세포에 유해한 기능과 함께 여러가지 세포기능 조절의 핵심적인 메신저로서 사용되는데 지
금까지 이러한 활성산소의 작용기작에 대한 정확한 이해가 부족했다. 이번 류박사팀의 연구결과로 활성산소
가 세포내의 단백질 구조를 완전히 변화시켜서 단백질의 기능을 바꾼다는 것이 증명되었다. 단백질의 구조
는 아미노산 서열에 의해 결정되는 것으로 열역학적 운동으로 인해 약간의 변화는 있을 수 있지만 전체적
인 구조인 단백질폴드는 그다지 변하지 않는 것으로 알려져 왔는데, 이번의 연구결과로 활성산소가 단백질
폴드 자체도 스위치 한다는 것이 증명되어 학계의 주목을 받고 있다.


⁚ '옥시-R'의 이러한 큰 구조적 변화는 활성산소에 의한 이황화결합에 의해 일어나는데 환원된 상태에서
는 두개의 시스테인아미노산 잔기(cystein residue)가 삼차구조상에서 멀리 떨어져 있다가 이들이 활성산소
에 의해 공유결합을 형성하면서 단백질폴드를 스위치 하는 것이 밝혀졌다. 이는 단백질구조 전문가들도 전
혀 예상치 못했던 결과로 이러한 폴드스위치가 '옥시-R'의 다중화 패턴 및 기능을 변화시킨다는 것을 설명
할 수 있게 되었다.


⁚ 이번 결과는 국내 기초과학연구분야의 큰 성과로서 활성산소에 의해 조절되는 세포내 현상의 이해 및
암, 치매와 같이 활성산소와 직접적으로 연관되는 질병들의 이해에도 중요한 공헌을 한 것으로 평가되고 있
다.


⁚ 류박사팀은 옥시-R 에 관한 연구 이외에도 최근 다른 산화 환원 스위치단백질인 열충격단백질-33 의 삼
차구조를 규명하여 관련 논문이 Nature 구조생물학지에 게재될 예정이다. 이러한 단백질들의 스위치 기작
은 세포내의 산화환원 상태 또는 활성산소의 레벨에 따라 기능이 켜지거나 꺼질 수 있는 스위치 단백질의
디자인에 핵심 정보를 제공하였고 류박사팀은 현재 세포기능의 인위적인 조절 목적으로 사용될 수 있는 새
로운 스위치단백질들을 디자인하는 연구를 진행중이다.

옥시-R 단백질의 삼차구조




(http://www.most.go.kr)
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