바이오인

출처 : 과학기술부

당단백질 질적 변화에 착안, 고감도 종양 마커 개발 

과학기술부가 지원하는 ‘생명연-프레드허친슨 공동연구협력센터’의 고정헌 박사팀(한국생명공학연구원, 생명(연))에 의해 특정 당단백질(TIMP-1)의 당질 변화가 암의 악성화를 촉진한다는 사실이 규명되고, 이를 이용한 고감도 암 판별 도구의 개발이 진행되고 있어 주목을 받고 있다.

※ 당단백질 : 당이 붙어있는 단백질로 인체 단백질의 상당수가 당단백질

※ 종양 마커 : 암의 정도차이를 판별해 낼 수 있는 표지자

연구팀은 정상인과 암 환자 간의 단백질 비교에서 혈액 내 대부분의 단백질이 오차 범위 내에서 量 차이를 보인다는 점과 혈액 내 반 이상을 차지하는 당단백질이 암의 발생과 전이과정에서 質적 변화를 보인다는 점에 착안하여 당쇄구조 차이를 보이는 단백질군을 선별, 이를 이용한 암의 악성화 관련 연구를 진행해 왔다.

당단백질 중 TIMP-1 (Tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1) 단백질은 MMP (Matrix metalloproteinase)의 생체 내 저해제로서 정상인의 경우는 TIMP-1이 MMP를 잘 저해하나, 암이 진행되면서 TIMP-1의 당쇄구조가 거대해지는 질적 변화를 거치면서 MMP에 대한 저해능력이 떨어지게 된다.

그 결과, 활성화된 MMP가 암세포의 전이과정에서 장벽역할을 하는 ‘세포외메트릭스’를 쉽게 파괴함으로써 암이 빠르게 전개된다는 사실이 이번 연구의 생화학 및 동물 실험을 통해 확인되고 환자조직에서 검증된 것이다.

본 연구는 그 동안 많은 연구에서 제기된 바 있는 TIMP-1 단백질의 발현증가(量적 증가)가 암의 전개를 촉진하거나 저해한다는 상반된 논쟁에서, 당단백질의 質적 변화가 중요하다는 논리적 실마리를 제시했다는 데 그 의의가 큰 것으로 평가되고 있다.

연구과제 책임자인 생명硏 고정헌 박사는 “지금까지 많은 바이오마커 연구가 혈액 내 단백질의 양의 차이만을 연구했다면, 이번 연구는 당질화의 변화까지 동시에 추적하여 민감한 종양 바이오마커를 개발할 수 있게 한 사례”라고 하면서 “이러한 당단백질의 단백질 및 당질 변화 검출 기술을 활용하여 현재의 바이오마커 패러다임을 변화시킬 수 있는 첨단의 정밀한 제품을 만들 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 Molecular & Cellular Proteomics (Impact Factor : 9.8)에 인터넷판으로 최근 공개되었으며, 정식 발간물로서는 12월 중에 게재될 예정이다.

암의 전개과정에서 TIMP-1 단백질의 당질이 바뀐 것을 구조적으로 풀어낸 그림

용어 정의

?TIMP-1: Tissue inhibitor of matrix metalloproteinse-1
암의 진행과정에서 세포 밖의 메트릭스를 부수는 역할을 하는 MMP (matrix-metalloproteinse)의 생체 내 저해제로서, 현재 TIMP 단백질 그룹에 TIMP-1, -2, -3, 및 -4 네 종류가 알려져 있으나 TIMP-1만이 당단백질임

?glycosylation: 당질화
사람 등 고등동물 단백질의 상당수는 당단백질로서 아미노산 아스파라긴에 붙는 N-연결형과 아미노산 세린 혹은 스레오닌에 붙는 O-연결형이 대표적으로 알려져 있으며 세포간의 인식, 접착, 분화, 발생, 종양발생 및 전이 등 생명현상의 많은 부분에 관여

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