쿠커비투[7]릴과 단백질의 상호작용에 따른 아밀로이드성 단백질들의 섬유화 진행 억제(미래창조과학부 제공). © News1


알츠하이머병, 파킨슨병 등 노인성 질환을 일으키는 원인을 억제하는 방법이 국내 연구진에 의해 발견됐다. 미래창조과학부와 국제과학비즈니스벨트 핵심기관인 기초과학연구원은 복잡계 자기조립연구단 연구팀이 김준곤 포스텍 화학과·첨단재료과학부 교수팀과 공동으로 아밀로이드 섬유화를 억제하는 방법을 찾는 데 성공했다고 2일 밝혔다.

아밀로이드 섬유화는 몸속에서 다양한 기능을 수행하는 단백질이 특정한 생리적 작용을 통해 커다란 덩어리를 형성하는 현상이다. 이 덩어리는 체내 정상세포들을 망가뜨려 비정상적인 상태로 만든다. 알츠하이머병, 파킨슨병, 이형당뇨병, 해면양뇌증(광우병) 등이 아밀로이드 섬유화와 관련한 대표적인 질병이다.

연구진은 단백질의 특정 부분에 결합하는 쿠커비투[7]릴 기반의 초분자화학을 이용해 단백질 사이의 비정상적인 상호작용을 억제할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 쿠커비투릴은 속이 빈 호박 모양의 나노 물질로 글리코루릴이란 분자 6개가 이어진 거대한 고리화합물이다. 쿠커비투[7]릴은 글루코루릴 7개 단량체가 고리 형태를 이룬 분자를 의미한다. 이번 연구는 아밀로이드성 단백질에 있는 페닐알라닌 잔기(물과의 접촉을 피하려고 하는 소수성 잔기의 일종으로 섬유화 현상을 일으키는 단백질의 특정 부분에서 많이 발견됨)와 쿠커비투릴 동족체 중의 하나인 쿠커비투[7]릴이 서로 결합해 안정한 복합체를 형성한다는 사실을 확인했다는 점에서 의미가 있다.

연구팀은 페닐알라닌 잔기가 단백질들끼리 뭉쳐 덩어리를 형성하는 데 매우 결정적인 역할을 한다는 점에 착안해 쿠커비투[7]릴과 단백질이 결합해 복합체를 형성했을 때 쿠커비투[7]릴의 거대한 크기가 단백질의 자가조립에 필요한 구조적 배열을 방해할 수 있다는 사실을 확인했다.

또 연구를 통해 단백질끼리 상호작용하며 뭉쳐지는 것보다 더 빠른 속도로 단백질과 억제물의 상호작용을 유도해 아밀로이드 섬유화를 지연시킬 수 있다는 사실도 확인했다.

김준곤 교수는 "인간 평균수명의 연장으로 각종 퇴행성 질환들이 사회적 문제로 대두돼 왔으나 관련 연구 및 치료제 개발은 상대적으로 부족했다"며 "이번 연구 성과는 앞으로 아밀로이드 단백질의 섬유화와 관련된 퇴행성 질환의 화학적 작용과정을 이해하고 치료제 개발의 초석을 다지는 연구로서 의미가 깊다"고 밝혔다.

이번 연구결과는 화학분야 학술지인 안게반테 케미 온라인판 5월18일자 표지논문으로 게재됐다.


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