세포 생존 단백질 첫 규명...암·치매 치료 기여

엄수형 교수팀, EFhd2 3차원 구조 입증

우리 몸을 유지하는 약 40조 개의 세포중에 세포 생존에 관여하는 단백질(EFhd2)의 구조와 작용 메커니즘을 국내 연구진이 밝혀냈다. 향후 항암제 개발, 알츠하이머병, 치매 등 다양한 신경퇴행성 질환 치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 광주과학기술원 엄수현 교수 연구팀이 신규 세포 골격 조절 단백질인 EFhd2의 고해상도 3차원 구조를 밝혀내고 그 작용 메커니즘을 최초로 규명했다고 15일 밝혔다. EFhd2 단백질의 3차원 구조와 작용 메커니즘을 규명한 것은 이번이 처음이다.

EFhd2는 세포이동 및 분열에 필수 요소인 세포골격단백질(액틴)에 결합하는 단백질로, 액틴결합 부위에는 칼슘결합에 필수적인 EF-hand 도메인이 포함되어 있다.

최근 연구결과에 따르면 EFhd2가 비정상적으로 과 발현될 경우, 세포 이동속도의 증가로 암세포 전이에 영향을 주는 것으로 확인돼 항암제 개발 표적단백질로 주목 받고 있다. 또한 알츠하이머 환자의 경우, 뇌세포에 있는 타우 변이체와 함께 응집되어 직접적인 발병 원인으로 작용한다.

연구팀은 원자 수준의 고해상도 3차원 구조를 해석하는 ‘X-선 결정학 기법’을 이용해 EFhd2에 칼슘이 결합된 구조와 결합하지 않은 3차원 구조를 밝혀냈다. EFhd2의 액틴 결합부위에는 칼슘결합에 필수적인 EF-hand 도메인이 포함되어 있다. 여기에 칼슘이 결합하면 액틴 결합 부위의 구조가 안정화 되는 반면에 EF-hand 도메인에 칼슘이 결합하지 않으면 액틴 결합 부위가 역동적인 구조로 변화되는 것을 확인했다.

엄수현 교수는 “이번 연구 성과는 세포 생존 조절에 관여하는 EFhd2의 칼슘 결합 여부에 따른 액틴다발형성 조절 메커니즘을 처음으로 밝힌 것”이라며 “항암제 개발, 알츠하이머병, 치매 등 다양한 신경퇴행성 질환 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 강조했다.

한편 이번 연구성과는 미래창조과학부?한국연구재단의 기초연구사업(개인연구), 바이오의료기술개발사업, 방사선기술개발사업의 지원으로 수행되었으며 국제적인 학술지 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 지난해 12월 15일자에 게재됐다.