대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)은 서병창 뇌과학과 교수연구팀이 우리 몸속 스위치 역할을 하는 G단백질의 주기가 G단백질 연결 수용체(GPCR) 구조변화에 실시간으로 미치는 영향을 처음 규명했다고 16일 밝혔다.
GPCR은 냄새, 빛, 온도, 신경전달물질, 호르몬 등 세포 외부 신호를 받아들여 활성화되며, 알려진 약품들 절반 정도가 GPCR을 타깃팅한다고 알려질 정도로 수많은 생체활동에 사용되는 수용체다. GPCR은 G단백질을 활용해 다양한 세포 내 신호전달 경로를 조절한다. 그러나 아직까지 G단백질의 가역적 활성화-비활성화 주기가 GPCR 구조적 변화에 미치는 영향은 밝혀지지 않았다.
연구팀은 GPCR 일종인 '인간 M3 무스카린성 아세틸콜린 수용체(hM3R 수용체)'를 활용해 형광 단백질 기반 새로운 바이오센서를 개발했다. 이를 통해 GPCR 기반 단일 수용체 센서가 G단백질 주기에 의한 수용체의 연속적인 구조적 전환을 표시할 수 있음을 발견했다.
그 밖에도 포도막 흑색종 등 원인이 되는 G단백질 연관 유전자 돌연변이의 병리 및 유관 후보치료약물 약리 응용연구를 통해 관련 질병치료가 가능한 단서를 제시했다.
서병창 교수는 “그동안 별개로 여겨졌던 활성 GPCR과 활성 G단백질 간 실시간 소통관계를 이번 연구에서 새롭게 확인했다. 향후 GPCR과 G단백질과 연관된 질환 및 치료법의 분자·개체수준 연구에도 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
한국연구재단 '중견연구자 지원사업' '기초연구실 지원사업' 지원으로 수행된 이번 연구는 DGIST 뇌과학과 김용석 석·박사통합과정생이 제1저자로 참여했으며, 최근 세계 학술지인 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
