세포내 암발생 억제 기전 세계 첫 규명

(아주경제 권석림 기자) 유전자(DNA) 손상을 방지하고 단백질 합성을 동시에 조절함으로써 암 발생을 억제할 수 있는 효소의 기능을 국내연구진이 세계 최초로 발견했다.

암 발생 과정의 새로운 이해와 신약 개발에 획기적으로 기여할 것으로 기대된다.

22일 교육과학기술부는 김성훈 글로벌프론티어사업 의약바이오컨버전스연구단 단장(서울대 분자의학바이오제약학과 교수)과 권남훈 박사(연구단 선임연구원)이 암치료 기전을 규명했다고 밝혔다.

세포는 핵에 있는 DNA가 외부 스트레스 등에 의해 손상되면 정상적으로 진행되던 단백질 합성을 억제하고 손상된 DNA를 복구하는 작용을 한다.

복구되지 않은 DNA는 암 발생의 대표적인 원인이 된다.

DNA의 손상과 단백질 합성을 억제하는 두 가지 기능은 세포의 암화를 막는 중요한 기전으로 연구돼 왔다.

하지만 두 기능 사이에 어떠한 연관관계가 있는지는 밝혀지지 않았었다.

연구팀은 ‘MRS(Methionyl-tRNA Synthetase)’라는 단백질 합성 효소가 평소에는 AIMP3/p18라는 단백질과 결합돼 있다가, DNA가 손상되면 AIMP3/p18를 분리시켜 손상된 DNA를 고치며 MRS 자체는 변형을 일으켜 단백질 합성을 중단하게 된다는 것을 확인했다.

MRS가 암 억제의 두 가지 필수적인 기능을 동시에 조절하고 있음을 발견한 것이다.

AIMP3/p18은 암 억제와 노화에서 중요한 기능을 하고 있는 단백질로 연구진에 의해 이미 그 기능이 밝혀진바 있다.

김 단장은 “단백질 합성 과정은 암·노화·각종 대사 질환의 발생과 밀접하게 관련돼 있어 많은 제약사들이 신약개발을 위한 표적으로 연구되고 있다”고 설명했다.

이어 “단백질 합성 과정이 암의 발생을 억제하는 기전과 어떻게 기능적으로 연관돼 있는지를 세계 최초로 규명함으로써 암 발생 과정의 새로운 이해와 신약개발에 기여할 수 있게 됐다”고 말했다.

이번 연구결과는 세계적 학술지 PNAS(미국학술원회지) 11월 21자에 실렸다.

MRS란 세포 내 20가지 아미노산을 유전자 암호에 따라 단백질로 전환시켜주는 단백질 합성효소 중 한 가지로 20개의 아미노산 중 단백질 합성 개시에 필요한 메티오닌(methionine)을 담당한다. 즉 MRS의 효소기능이 있어야만 단백질 합성이 시작될 수 있다.

AIMP는 단백질 합성 효소와 결합하는 다기능 단백질을 말한다. 현재까지 3개의 AIMP가 발견됐으며 각각 AIMP1/p43, AIMP2/p38, AIMP3/p18라 불린다.

이들은 효소로서의 기능은 없으나 복합체의 구성·안정화에 필요하며 다양한 생리·병리적 과정에 관여하고 있는 것으로 밝혀지고 있다.

이중 AIMP3/p18은 복합체 안에서 MRS와 강한 결합을 하고 있으며 암 억제·노화에서 중요한 기능을 하고 있음이 보고된 바 있다.