헌팅턴씨 퇴행성 뇌질환의 원인 단백질 구조 및 메커니즘 규명

퇴행성 뇌질환의 발병기작 이해 및 치료제 개발 기대







[한의신문=김대영 기자] 퇴행성 뇌질환으로 자율신경계에 문제가 생겨 환자의 손발이 마치 춤을 추는 것과 같아 ‘헌팅턴 무도병’으로도 알려져 있는 ‘헌팅턴씨 병(Huntington’s disease)‘의 원인 단백질 구조와 병을 일으키는 메커니즘이 국내 연구진에 의해 규명됐다.



헌팅턴씨 병은 헌팅틴 단백질의 아미노 말단에 폴리글루타민의 길이가 확장에 의해 일어나는 퇴행성 뇌질환이지만 병을 유발하는 폴리글루타민 확장이 헌팅틴 단백질 전체에 미치는 영향에 대해서는 알려져 있지 않았고 헌팅틴 전체 단백질의 구조 생화학적 특성 또한 전혀 알려져 있지 않았다.



이러한 가운데 한국과학기술원 송지준 교수팀은 하버드 의과대학 성인식 교수팀과 공동연구를 통해 헌팅턴씨 병의 원인인 단백질 3차원 구조와 단백질 구조변화를 일으키는 원인을 규명해 냈다.



먼저 송 교수팀은 3,000여개의 아미노산으로 이뤄진 헌팅틴 단백질을 순수 발현 정제해 거대한 헌팅틴이 5개의 도메인으로 이뤄져 있으며 단백질이 접힘으로써 구형의 형태를 취하고 있는 3차원 구조를 규명했다.



또 병을 유발하는 폴리글루타민의 위치를 파악하기 위해 폴리글루타민 복합체를 만들고 전자현미경을 이용, 3차원 구조를 규명하고 헌팅틴 단백질 아미노말단에 존재하는 폴리글루타민의 길이가 늘어남에 따라 전체 구조가 변화한다는 사실을 확인했다.



세계최초로 폴리글루타민 확장에 의해 변형되는 헌팅틴 단백질 전체의 특성분석으로 아미노 말단에 존재하는 폴리글루타민 확장이 병을 일으키는 기작에 대한 이해를 제공한 이번 연구결과는 아탁시아와 같은 폴리글루타민 확장에 의한 다른 퇴행성 뇌질환의 발병기작 이해 및 헌팅턴씨 병에 대한 치료제 개발의 기틀을 마련했다는 평가를 받고 있다.



송지준 교수는 “이번 연구 결과는 헌팅턴씨병을 일으키는 헌팅틴 단백질의 작용 메커니즘 이해와 헌팅턴씨병의 치료제를 개발하는데 이정표를 제공할 것”이라고 의의를 밝혔다.



이번 연구결과는 독일(막스 플랑크 인스티튜트), 미국(하워드 휴지스 메디컬 인스티튜트), 영국(웰컴 트러스트) 등 3개국이 공동으로 발간하는 분자생물학 분야에 권위있는 학술지인‘이라이프(eLife)’저널에 3월22일자에 게재됐다.