** 리소좀(Lysosome): 단백질 분해 효소가 들어있는 세포 내의 작은 주머니. 일반적으로 못
쓰게 된 세포소기관을 파괴하거나 외부에서 탐식작용을 통해 먹어 치운 바이러스나 박테
리아 같은 외부 물질들을 파괴하는 역할을 한다.
□ 세포 내 불필요한 물질을 골라내 리소좀까지 옮기는 데는 다양한 단백질이 관
여한다. 대표적으로 ‘Vac8(Vacuole related 8) 단백질’이 잘 알려져 있는데 이
단백질이 어떤 단백질과 결합하느냐에 따라 자가포식 유형이 결정된다. 가령
Vac8 단백질이 Nvj1(Nucleus-vacuole junction 1) 단백질과 결합하면 세포핵
일부분을 분해하는 자가포식(PMN)이 작동하는 반면, Atg13(Autophagy
Related 13) 단백질과 결합하면 세포질 가수분해 효소를 리소좀으로 수송하는
‘Cvt 경로(Cytoplasm-to-vacuole targeting pathway)’를 작동시킨다. 하지만
Vac8가 단백질이 이들 단백질과 결합하는 구체적인 원리는 밝혀지지 않았다.
∘ 이번 연구에서는 단백질 결정을 이용한 ‘X-선 결정법’과 ‘X-선 소각 산란 분
석법’을 이용해 Vac8 단백질이 결합하는 단백질에 따라 4차 구조가 달라진다
는 사실을 밝혀냈다. 달라진 구조에 따라 자가포식의 유형도 결정됐다.
∘ 연구팀은 효모를 이용해 Atg13 단백질 결합에 관여하는 아미노산 돌연변이를 유
도해 검증도 진행했다. 실험 결과 Atg13 결합 구조에 문제가 생기자 PMN 자가
포식은 나타났지만 Cvt 관련 반응은 나타나지 않았다. 단백질 4차 구조에 이상
이 나타나면 특정 자가포식이 일어나지 않음을 입증한 것이다.
□ GIST 전영수 교수는 “이번 연구는 하나의 단백질이 어떻게 다양한 형태의
자가포식 과정을 선택적으로 매개할 수 있는지를 규명한 연구성과”이며, “단
백질 4차 구조를 이용해 파킨슨병이나 치매, 암, 노화 등 자가포식 관련 질환의
치료법을 찾는 연구에 새로운 방향을 제시할 것으로 기대한다”고 말했다.
□ 이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 선도연구센터지원사업(SRC, 세포 로
지스틱스 연구센터) 및 GIST 연구원(GRI)의 지원을 받아 수행되었으며, 연
구 성과는 자가포식 연구분야 최고 권위 학술지인 ‘오토파지(Autophagy,
IF=11.1)’ 저널에 9월 12일자 온라인으로 게재되었다. <끝>