조진원 연세대 교수가 종양억제단백질 연구로 네이처지에 논문을 실었다.

종양억제단백질인 p53은 생명과학 분야에서 가장 활발하게 연구되고 있는 단백질 가운데 하나이다. 암에 걸린 환자 중 약 50% 정도는 p53에 이상이 생겨 발병하는 것으로 알려져 있다. p53은 인산, 아세틸기 등으로 수식화되어 그 기능이 조절되고 있다.

O-GlcNAc 수식화는 핵이나 세포질에 존재하는 지금까지 알려진 유일한 단당으로 이루어지는 당화이다. 쎄린이나 트레오닌의 수산기에 공유결합 되기 때문에 같은 위치에서 일어나는 인산화와 경쟁적으로 일어날 것으로 사료된다. O-GlcNAc는 포도당으로부터 만들어지기 때문에 당료의 발병 원인 및 합병증과 밀접한 관계가 있으며 또한 신경계의 분화 및 치매의 발병과도 관계가 있을 것으로 알려져 있다.

1996년 O-GlcNAc이 p53을 수식화하고 있을 것으로 보고되었지만 정확한 기능이나 수식화의 위치는 10년간 밝혀지지 않고 있었다. 조 교수는 지난 6년간 연구 결과 이를 밝혀 Nature 자매지인 Nature Cell Biology에 게재하게 된 것이다.  연구 결과는 다음과 같다.

1) O-GlcNAc는 p53의 149번째 쎄린에 인산과 경쟁적으로 수식화된다.

2) 이곳이 O-GlcNAc로 수식화되면 트레오닌 155번째에 인산화가 억제되고 그 결과 p53의 유비퀴틴화(ubiquitination)가 저해되어 세포 내에 p53의 양을 증가 시키게 되어 세포의 사멸을 유도하게 한다. 유비퀴틴화는 제거되어야 하는 단백질에 수식화되어 프로테아좀(proteasome)에 의해 제거되게 하는 역할을 한다. 

조 교수는 이번 연구 결과의 의미는 다음과 같이 요약했다.

우선 처음으로 p53의 O-GlcNAc 수식화의 위치를 단백체학(proteomics) 연구를 통해 찾아냈고 이 수식화의 기능을 밝혔다. 

그 다음, 당료에 걸린 생쥐의 각 장기에 있는 p53의 O-GlcNAc 수식화가 증가되어 있고 트레오닌 155번째의 인산화가 감소한 것으로 보아 당료의 합병증과 어떤 관계가 있을 것으로 사료되지만 더 많은 연구를 수행해야 확언할 수 있다고 말했다.

마지막으로 몇몇 종양 환자로부터 얻은 p53의 149번째 쎄린이 다른 아미노산으로 치환되어 있는 경우를 발견하였는데 이는 아마도 이 환자들의 p53 양을 감소시켜 종양을 억제하지 못하기 때문이 아닌가 사료되지만 더 많은 연구를 통해 확인해야 할 것이라고 밝혔다.

조 교수는 이번 연구의 후속 연구로 당료 합병증과 p53의 당화와의 상관 관계를 규명하여 당료합병증의 치료제 개발을 위한 기초 연구를 수행할 것이며 당료의 발병 원인을 p53의 관점에서 연구할 것이라고 말했다.

그는 이번 연구가 연세대 BT 특성화 지원 사업, 한국과학재단의 우수연구센터 지원 사업, 보건복지부의 미래보건기술개발사업과 같은 장기간 지원되는 연구비가 있었기에 가능했다는 점도 덧붙였다.

박수진 기자 다른기사 보기