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정가영 교수 연구팀, Cell紙 논문 발표

관리자 / 등록일 19-05-10 / 조회 3,882

정가영교수 연구팀은 10일 세계 최고 수준의 국제학술지 ‘셀(CELL)’ 발표를 통해 G단백질수용체가 외부 신호로 G단백질과 결합해 세포 내 반응을 유도하기까지 순차적인 구조 변화를 규명했으며, 약물 개발에 활용될 수 있는 G단백질수용체의 구조를 제시했다고 밝혔다.


G단백질수용체는 외부 신호를 감지하면 세포 내부의 G단백질과 결합해 세포의 신호전달계를 활성화시키는 역할을 한다. 즉, G단백질 결합체는 우리 몸의 기능 등을 조절하는 단추인 셈이다. 현재 의약품의 40%가 이를 통해 작용한다는 점을 감안하면 약물의 효과를 증가하거나 신약을 개발하는 단초로 평가된다.


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때문에 지난 2012년 노벨화학상은 G단백질수용체의 구조를 밝힌 로버트 J.레프코위츠 듀크대 교수와 브라이언 K. 코빌카 스탠포드대 교수에게 돌아갔다. 당시까지만 해도 G단백질이 여러 질병과 관련이 있다는 사실은 알려졌으나 그 작용원리를 밝혀진 바 없었다.


이번 연구는 2012년 노벨화학상 수상 연구로부터 한걸음 더 나아간 결과로 볼 수 있다. 연구 결과, 노벨화학상을 받은 G단백질수용체의 구조는 G단백질과 결합 후 마지막 형태로 효과적인 신약 개발을 위한 적절한 모델이 아닐 수 있으며 결합 초기 G단백질수용체 구조가 더 적합한 것으로 나타났다.


G단백질수용체가 외부 신호를 받아 활성화되면 G단백질과 결합을 한다. 이 과정은 크게 4단계로 나뉘는 데 노벨화학상 수상 연구는 마지막 4번째 단계에서 결합체 구조의 원리를 설명했다.


그러나 이번 연구에서 이 4번째 단계는 이미 활성화를 마친 단계로 G단백질 내 억제인자들이 제 기능을 잃어 약물 개발에 유용하지 못한 것으로 나타났다. 실질적으로 세포에서 신호전달이 일어나는 과정과 무관했던 것이다. 실제 G단백질-수용체 결합체의 구조를 이용해 약물 효과를 높이려는 시도가 많지만, 아직 결실은 없는 이유도 이 때문으로 추정된다.


이같은 결합 단계에 따른 약물 개발 유용성은 열쇠와 자물쇠에 빗대어 볼 수 있다. 자물쇠를 G단백질, 열쇠를 G단백질수용체라고 가정하면 열쇠가 자물쇠에 들어가면서 홈에 맞는 여러 걸쇠들을 건드려 잠금장치를 푸는 원리다.

4번째 단계는 이 잠금장치가 모두 풀린 상태로 G단백질 내 특정인자를 저해하는 기능을 조절하기에는 시점이 늦다는 말이 된다. 오히려 열쇠가 열쇠구멍으로 들어가는 초기 단계에서 어떤 걸쇠를 조절할 수 있는 지에 맞춰 신약을 개발하는 것이 더 용이하다는 결론이다.

정가영 교수는 "2012년 노벨화학상 이후 지속적으로 연구돼 온 G단백질수용체에 의한 G단백질 활성 원리의 패러다임을 바꾸는 이론을 제시했다"며 "향후 G단백질수용체에 작용하는 의약품 개발의 새로운 전략이 될 것"이라고 밝혔다.


* 관련 기사 바로가기 : https://news.v.daum.net/v/20190510000046388?f=m