포도주가 심혈관 질환 낮추는 분자수준의 기전 밝혀져

류성호 교수 연구팀, 레스베라트롤의 효과는 인체 내 단백질 엠톨(mTOR) 때문







[한의신문=김대영 기자] 프랑스 사람들이 포화지방과 포도주를 통한 알코올 섭취가 많음에도 불구하고 역설적으로 심혈관계 질환이 낮은 현상(French paradox))은 포도주 속에 레스베라트롤이라는 물질 때문이며 레스베라트롤의 긍정적 효과는 세포 내 자가소화작용(autophagy)에 의해 나타나는 것으로 알려졌다.

그러나 레스베라트롤에 의한 자가소화작용 발생의 세포 내 메커니즘에 대해서는 알려지지 않아 레스베라트롤의 기대효과와 부작용에 대한 예측이 어려워 레스베라트롤의 활용범위에 제한이 있는 상황이다.



그런데 최근 국내 연구진에 의해 레스베라트롤이 심혈관 질환을 낮추는 효과를 나타내는 것은 인체 내 단백질 중 하나인 엠톨(mTOR) 때문이라는 사실이 확인됐다.



류성호 교수 연구팀(포스텍)은 실험을 통해 레스베라트롤에 의한 자가소화작용이 발생하기 위해서는 세포 내 인산화 효소인 엠톨의 활성이 억제돼야 한다는 사실을 확인했다고 14일 밝혔다.



엠톨과 레스베라트롤의 구조를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션과 엠톨 돌연변이를 이용한 세포 내 실험을 실시한 결과 레스베라트롤에 의한 엠톨의 활성 억제는 상위 조절 분자를 통해서가 아니라 엠톨에 직접 결합해 엠톨과 반응하는 기질인 ATP와의 경쟁을 통해 일어난다는 사실도 발견했다.



또한 레스베라트롤 효과는 엠톨에 의존적인 암세포에 대해서만 선택적으로 억제한다는 사실을 확인해 레스베라트롤의 암세포 억제 효과는 엠톨을 통해 일어난다는 것을 증명해 냈다.



현재 학계에서 연구되고 있는 엠톨과 질병과의 연결관계에서 엠톨의 기능은 여러 암과 대사질환 그리고 퇴행성 신경질환과 밀접한 관계가 있다고 알려진 만큼 레스베라트롤을 이용한 치료 범위가(퇴행성 신경질환, 항염증 작용, 항 당뇨작용) 더욱 넓어질 것으로 기대된다.



또한 이를 바탕으로 레스베라트롤의 유도 물질을 개발할 수 있게돼 좀 더 고효율의 약물 개발도 가능할 것으로 보인다.



류성호 교수는 “포도 안의 레스베라트롤과 체내 엠톨과의 관계를 밝힘으로써 여러 암과 대사질환, 퇴행성 신경질환 등의 치료를 위한 새로운 발판을 마련했다”며 “질병치료제로서 레스베라트롤의 적용 범위를 넓히고 부작용까지 예측할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.



미래창조과학부 기초연구사업(중견연구자지원사업)지원으로 수행된 이번 연구결과(논문명 : Resveratrol induces autophagy by directly inhibiting mTOR through ATP competition)는 다학제 분야의 권위 있는 학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 2월23일자에 게재됐다.





* 용어 설명 *

▷ 세포 내 자가소화작용(autophagy) : 자가소화작용은 생체 고분자 분해를 통해 세포에 영양물질과 고분자 합성 원료 물질을 공급하는 것으로 세포 내에서 일어나는 현상이다. 자가소화작용은 세포 내에서 에너지가 부족할 때 영양재분배를 통해 임시적으로 에너지를 공급하는 역할을 하거나 감염세포 처리 및 손상된 세포를 수리하는 역할을 하게 된다.



▷ 레스베라트톨(resveratrol) : 포도의 껍질이나 여러 식물의 뿌리에 존재하는 물질로 암을 억제하고, 당뇨병 증상을 완화시키며, 염증반응을 억제하고 퇴행성 신경 질환 치료에 효과가 있는 것으로 보고된 천연약리물질.

▷ 엠톨(mTOR) : 세포 내에서 신호전달에 관여하는 단백질로, 세포의 크기, 분열, 생존 등 조절에도 중심적인 기능을 하며, 이 단백질의 비정상적인 조절이 암, 알츠하이머 등 다양한 질병의 원인이 되는 것으로 알려짐.



▷ ATP : adenosin triphosphate의 약자로 아데노신에 3개의 인(phosphate)가 붙어 있는 구조로 인이 떨어질 때 에너지가 나오기 때문에 세포 내에서는 이를 활용하여 생체 구조를 작동 시킬 수 있다. 이런 이유로 세포 내 에너지 화폐로 불린다.



▷ 인산화 효소(Kinase) : 세포 내 화학작용을 촉진하는 생체 촉매로 주요 구성 물질은 단백질이다. ATP를 사용하여 하위 단백질에 인산기(phosphate)를 붙여 활성이나 이동, 안정성을 조절한다.