바이오인

핵심내용

상세내용

연 구 결 과  개 요

 1. 연구배경

  인간은 하루에 1-2리터 정도의 이자액과 1.5리터 정도의 침을 분비한다. 이자액은 위액을 중화시키기 위해, 침은 구강 내 건강을 지키기 위해 pH(산성도)를 유지하는 것이 중요하다. 여기에 큰 역할을 하는 것이 중탄산염(HCO3-)이다. 중탄산염은 이자액과 침 속에 높은 농도로 존재하여, 급격한 pH 변화를 방지하는 완충제로서 작용한다. 이자나 침샘 세포가 중탄산염을 분비하기 위해서는 (1) 혈액으로부터 중탄산염을 세포 내부로 수송한 후에 (2) 다시 세포 밖으로 분비해야만 하는데, 이때 중탄산염을 세포 내부로 들여오는 수송체가 NBCe1이다. 하지만 이처럼 중요한 수송체인 NBCe1를 조절하는 기전에 대한 이해는 아직 불완전하다.

2. 연구내용

  연구를 통해 NBCe1이라는 단백질에서의 염소이온 기능을 밝히게 되었다. NBCe1의 구조분석을 통해 염소이온과 반응하는 GXXXP motif라는 부분이 NBCe1에 존재하며, 이 작은 단백질 구조에 의해 염소이온과 상호 작용하는 것을 확인하였다. 또한 돌연변이 분석을 통해 NBCe1-B와 NBCe2-C모두 GXXXP motif가 존재하고 염소이온에 의해 활성이 조절됨을 발견하였다. 

  한편 NBCe1-A의 경우에도 GXXXP motif가 존재한다. 하지만 세포 내 염소이온 농도가 변하더라도, NBCe1-A의 활성도가 변하지는 않는 것으로 보아, 염소이온과 접촉할 수 없는 안쪽 부분에 GXXXP motif가 존재하거나, NBCe1-B와는 다른 기전에 의해 활성이 조절되는 것으로 판단되며, 후속연구가 더 필요할 것으로 예상된다. 본 연구는 염소이온의 농도에 의해  NBCe1의 활성이 조절되는 기전을 밝힌 것으로 의미가 있다.

  그리고 놀라운 사실은 GXXXP motif에 IRBIT 이라는 분자도 작용한다는 것이다. IRBIT은 최근 외분비성 세포에서 중요한 신호전달의 매개체로 알려진 분자이다. IRBIT과 NBCe1의 관련성은 외분비성 세포의 분비기전이 정교한 톱니바퀴처럼 서로 맞물려 돌아가고 있음을 시사한다.  

  또한 염소이온과 같은 할로겐족 원소인 브롬이온, 요오드이온, 질산염과 같은 기타 음이온의 활성조절을 검사한 결과, 염소이온이 가장 선택적으로 제어되고 있었다. NBCe1-B는 생리적 농도인 5～20mM 염소이온 농도에서 20% 정도로 활성도가 약하게 저해되었는데, 여기에 IRBIT을 추가하여 주면 65%까지 활성도가 저해되었다. 이는 NBCe1에 존재하는 자가활성억제부위에 IRBIT이 작용하여 염소이온의 민감도를 변화시킨 것이다. 염소이온과 NBCe1간의 특이적 활성 조절과 IRBIT의 역할을 다시 확인할 수 있었다.  

3. 기대효과

  염소이온 흡수 및 중탄산염을 분비하는 상피세포, 즉 타액선, 췌장선, 소장 및 폐 등의 조직에서 NBCe1은 중탄산염 분비에 중요한 역할을 수행한다. NBCe1의 조절기전을 이해하면, 구강 건조증, 췌장염 및 분비도관 기능상실 등의 관련 질환 연구에서 도관 기능 회복 연구에 응용할 수 있을 것이다. 또한 단백질 구조분석을 통해  이자나 침샘과 같은 외분비성 조직에 존재하는 다른 중요한 이온 수송체, CFTR, NKCC, ENaC 등의 구조에서도 GXXXP motif가 확인되었다. 즉 이들 수송체에서도 비슷한 조절 기전이 존재할 것을 예상되므로 확장된 연구를 통해, 기타 분비질환 치료에 중요한 진일보를 이루게 될 것이다.

연 구 결 과 문 답

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