단백질 운반소낭 세포 소기관 적중 메커니즘 규명

고등생명체 생장 활동에 필수적인 단백질 운반소낭(Transport Vesicle)이 표적 세포소기관에 적중(Targeting)되는 과정의 핵심 메커니즘이 포스텍 연구진에 의해 규명되었다.

포스텍(포항공과대학교, POSTECH) 생명과학과 오병하교수(吳秉夏·45세, 홍덕석좌교수)와 김연길씨(金年吉·30세, 박사과정) 연구팀은 운반소낭의 세포내 운송에 필수적인 역할을 하는 ’트랩(TRAPP)'이라는 단백질 복합체의 3차원 구조를 규명하고 이 복합체의 메커니즘을 밝히는데 성공했다.

이 연구결과는 생물학분야 세계 최고 권위지인 '셀(Cell)' 11월 17일자에 발표됐다.

세포내의 소포체(小胞體, Endoplasmic Reticulum)에서 형성된 단백질들은 운반소낭이라고 하는 공 모양의 소낭(小囊)에 포장되어 골지체(Golgi)로 보내진 후, 여기에서 수정과 변형이 이루어져 각 세포 소기관이나 세포 외부로 분비된다. 하지만 소포체에서 형성된 운반소낭이 어떤 매커니즘에 의해 다른 소기관으로 가지 않고 정확히 골지체로만 보내지는 적중과정에 대해서는 여러 가설들만 제시되었을 뿐 학계의 미해결 과제로 남아있었다. 왜냐하면 이 과정에서 핵심적인 역할을 하는 트랩이 7개의 단백질로 구성되어 있어 그 구조와 메커니즘의 규명이 매우 어려웠기 때문이었다.

오 교수 연구팀은 트랩의 3차원 분자구조 형태를 명확히 분석하였으며, 후속 연구를 통하여 트랩이 운반소낭을 표적 소기관인 골지체에 적중하는 과정을 자세히 밝혔다.

이번 연구에 의해 운반소낭에 의한 세포내 단백질의 운송 과정이 상당 부분 규명됨으로써 단백질 운송 메커니즘과 관련된 의학 연구에 큰 진전이 있을 것으로 기대된다.

오병하 교수는 "인체와 같은 고등 생명체는 단백질 운송 과정이 정상적인 기능을 수행하는데 매우 중요한 전제조건"이라면서, "이번 연구를 통해 단백질 운송 이상과 관련된 질환의 원인 규명과 치료법 개발 가능성이 더욱 높아졌다"고 설명했다.

이 연구는 과기부/과학재단에서 지원하는 창의적연구진흥사업으로 이뤄졌으며 캐나다 콩코디아대학과 미국 하바드대학 연구팀과의 국제공동연구로 진행됐다.

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