국내 연구진, 수명연장 단백질 새로운 작동원리 규명

항노화 물질 개발 방법 제시







 



국내 연구진에 의해 지금까지 세계적 학자들이 주장해온 수명연장 단백질인 써투(Sir2)의 수명연장 작동원리 모델과 전혀 다른 새로운 모델이 제시돼 관심을 모으고 있다.



22일 미래창조과학부와 한국연구재단에 따르면 충남대 김정윤 교수 연구팀은 'Sir2 phosphorylation through cAMP-PKA and CK2 signaling inhibits the lifespan extension activity of Sir2 in Yeast' 논문을 통해 노화를 억제하고 수명을 연장하는데 핵심적인 단백질인 써투의 새로운 작동원리를 규명하고 칼로리 섭취 제한에 의한 노화억제 시 써투의 역할을 증명해 냈다고 밝혔다.



노화를 틎추는 것은 노화 관련 질병들의 발병을 근원적으로 예방함으로써 우리의 삶을 보다 건강하게 유지하는 가장 효과적인 방법이다.



써투 단백질은 다양한 실험 생물체의 수명을 증가시키는 것으로 알려졌으며 인간의 노화억제에도 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려졌다.



하지만 이 단백질이 어떻게 노화를 억제하는지에 대해서는 지금까지 명확하게 밝혀지지 않았을 뿐 아니라 써투의 노화억제 기능 자체에 대해 의구심을 가진 과학자들도 많이 있는 상황이다.



이러한 가운데 김정윤 교수 연구팀은 이번 연구에서 써투가 히스톤 단백질(H4)의 16번째 라이신 잔기에 붙어있는 아세틸기를 제거함으로써 특정 노화촉진 단백질(세포막 전위차 조절 단백질과 라이보좀 단백질)들의 발현을 억제해 효모의 수명을 증가시킨다는 새로운 사실을 발견했다.



또 써투의 노화제어기능은 써투의 인산기를 붙이는 단백질에 의해 조절된다는 사실을 밝혀냈다.

써투가 상시로 인산화되어 있는 돌연변이 효모는 특정 노화촉진 단백질들의 발현이 증가해서 수명이 짧아졌으며, 반대로 써투가 인산화되지 않도록 조작된 돌연변이 효모는 특정 노화촉진 단백질들의 발현이 감소해서 수명이 증가한 것.



나아가 연구진은 써투의 인산화가 cAMP-PKA와 CK2 신호전달경로에 의해 조절된다는 것을 확인했다.

칼로리 섭취 제한은 다양한 실험 생물체의 수명을 연장하는 것으로 잘 알려져 있는데 흥미로운 사실은 이러한 칼로리 섭취 제한에 의한 수명연장 효과가 연구진이 발견한 써투 인산화 신호와 연관되어 있다는 것이다.

써투가 상시로 인산화돼 있도록 조작된 효모는 칼로리 섭취가 제한된 조건에서도 수명이 더 증가하지 않았다.



결론적으로 칼로리 제한에 의한 수명연장 효과는 cAMP-PKA와 CK2 신호가 비활성화되었을 경우에만 써투가 특정 노화촉진 단백질들의 발현을 억제하기 때문에 나타난다는 것을 의미한다.



이번 연구결과는 유전적, 환경적 상황에 따라 써투의 수명연장 효과가 다르게 나타나는 작동원리를 분자 수준에서 규명한 세계 최초의 연구로 향후 항노화 물질 및 노화 관련 질병 치료약 개발에 중요하게 활용될 수 있을 것이란 기대를 높이고 있다.



김정윤 교수는 “지난 10여년 동안의 써투 단백질의 수명연장 기능에 대한 논쟁을 끝낼 수 있는 중요한 성과”라며 “써투 단백질의 수명연장 기능 활성화를 통한 항노화 물질, 노화질병 치료제 개발에 방법을 제시한 것에 이번 연구의 의의가 있다”고 말했다.



< 용어설명 >



Sir2(써투)

세포 내 대사산물(NAD+, Nicotinamide Adenine Dinucleotide)에 의존적으로 활성을 나타내는 단백질로서 기질 단백질에 붙어있는 아세틸기를 제거하는 기능을 가지고 있음



cAMP-PKA

Protein Kinase A (PKA)는 기질 단백질을 인산화하는 기능을 가진 효소로세포 내 cyclic AMP (cAMP)에 의존적으로 기능을 하기 때문에 cAMP-PKA로 불린다. 주로 세포 내 영양 상태나 스트레스에 의해 활성이 조절된다.



CK2

Casein kinase 2 (CK2)는 세포주기 조절, DNA 수리 등을 포함한 매우 다양한 기능을 가진 인산화 단백질이다.