암 발생인자 새로운 조절 원리 규명

연세대 연구팀, 핵심인자 `라스 단백질` 제어 방법 밝혀

▲ 연세대 생명공학과 최강열 교수가 이번 연구의 제1저자인 정우정 박사과정생과 윈트신호전달 체계를 억제함으로써 암 형성을 억제하는 현상에 대해 이야기하고 있다. /연합뉴스

항암제 개발에 큰 걸림돌이었던 라스(Ras) 단백질을 제어할 방법이 규명돼 새로운 항암제 개발의 가능성을 열었다.

교육과학기술부는 연세대 단백질기능제어이행연구센터장인 최강열 교수팀이 기존 항암제로는 치료되지 않았던 암 발생인자 라스를 분해해 없애는 원리를 밝혔다고 9일 전했다.

라스는 전 세계 암 연구자가 지난 30년간 주목하고 있는 작은 단백질이다. 대장암 환자의 30~50%, 췌장암 환자의 90%에서 라스 단백질의 돌연변이가 발생한다.

단백질 라스는 세포의 성장 신호를 조절하는 스위치 역할을 한다.

구체적으로 라스는 결합단백질인 GDP(구아노신2인산)와 결합했을 때 불활성화 상태로 존재하다가 세포성장 신호를 받으면 GDP가 GTP(구아노신3인산)로 치환돼 활성화된다. GTP와 결합해 활성화된 라스는 가수분해 작용에 의해 GDP 형태로 돌아와 불활성화 되는 방법으로 세포성장을 조절한다.

그런데 라스 단백질에 돌연변이가 생긴 암환자는 라스에 항상 GTP가 붙어 비정상적으로 활성화된다. GDP가 붙은 불활성화 상태로 돌아가지 못하고 항상 세포성장 신호를 보내 암이 발생하는 것이다.

최강열 교수팀은 암 세포의 성장과 전이를 조절하는 윈트(Wnt)라는 또 다른 신호전달체계를 통해 라스 단백질이 분해될 수 있음을 밝혔다. 돌연변이로 항상 활성화되는 라스 단백질이 만들어져도 윈트 신호체계를 통해 암으로 진행되는 것을 막을 수 있다는 원리다.

최 교수팀은 라스 단백질이 윈트 신호를 억제하는 GSK3β라는 인산화 효소에 의해 인산화된다는 것을 실험으로 입증했다.

인산화된 라스에 단백질 복합체(β-TrCP-E3-ligase)를 결합시켜 유비퀴틴(Ubiquitin:다른 단백질과 결합해 분해 촉진)화를 촉진시켰더니 라스가 세포 내 단백질 분해 장소(프로테아좀)으로 이동해 분해돼 없어진다는 사실이 밝혀졌다.

이번 연구는 라스 단백질이 분해로 조절될 수 있음을 밝힌 최초의 연구이다.

/연합뉴스