근육 만드는 ‘스위치 효소’ 찾았다

김성훈·류성호 교수 연구팀
암 치료제 개발에 활용 기대

국내 연구진이 세포가 몸속에 흡수된 아미노산을 단백질로 바꾸도록 신호를 보내는 ‘스위치 효소’를 처음 발견해, 관련 논문이 생물학 분야 최고 권위지인 <셀>에 실렸다. 이 효소는 암 치료제 개발의 새로운 타깃이 될 것으로 기대된다.

서울대 김성훈(글로벌프런티어 의약바이오컨버전스연구단장)·한정민 교수와 포항공대 류성호 교수 연구팀은 19일 근육을 만드는 아미노산인 ‘류신’이 단백질을 형성하도록 유도하는 ‘엘아르에스’(LRS)라는 효소가 단백질 전환 여부를 결정하는 스위치 기능도 함께 담당한다는 사실을 발견했다고 밝혔다.

동물의 몸을 구성하거나 에너지를 공급하는 20종의 아미노산 가운데 ‘류신’은 세포 안 단백질 공장인 리보솜에서 단백질로 합성된 뒤 우리 몸의 근육을 만든다. ‘근육맨’들이 류신이 많이 들어 있는 닭가슴살이나 아미노산 음료를 먹는 이유는 류신을 먹으면 근육이 증가하는 것으로 알려져 있기 때문이다.

류신을 리보솜으로 운반하는 효소가 엘아르에스다. 그러나 리보솜이 류신으로 얼마나 많은 단백질을 만들어야 할지 신호를 전달하는 물질에 대해서는 알려져 있지 않았다.

연구팀은 엘아르에스가 류신을 리보솜에 날라주는 운반책일 뿐만 아니라 리보솜에게 류신을 단백질로 만들지 신호를 보내는 스위치 구실도 한다는 사실을 실험을 통해 입증했다. 연구팀이 엘아르에스의 발현을 억제하자 단백질 합성이 활성화하지 않았다. 또 엘아르에스와 류신의 결합 부위를 돌연변이 시키자 류신이 존재해도 단백질이 형성되지 않았다. 특히 연구팀은 엘아르에스가 엠토르(mTOR)라는 단백질 합성 조절 신호전달체계와 결합해 단백질 합성을 활성화하는 것을 알아냈다. 엠토르 신호전달 경로는 암세포에서 비정상적으로 활성화돼 있어 최근 암 치료제 타깃으로 각광을 받고 있다.

김성훈 교수는 “엘아르에스처럼 아미노산 스위치가 고장났을 때 암, 당뇨, 노화 등 질병이 일어난다”며 “엘아르에스가 암 등의 신약개발 타깃이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

이근영 선임기자 [e-mail]

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