뇌 신경교종 원인물질 처리과정 규명…치료제 개발 기대

광주과기원 엄수현 교수 "뇌질환 치료제 개발에 기여할 것"

항암제와 신경퇴행성 질환 치료제 개발에 필요한 전이효소의 구조와 신경독소인 퀴놀린산 처리 메커니즘을 국내 연구진이 밝혀냈다.

광주과학기술원(GIST)은 16일 생명과학부·화학과 엄수현 교수팀이 에너지 생산효율을 극대화하는 체내 조효소(NAD)를 합성하는 퀴놀린산 포스포리보스 전이효소(QPRT)의 고해상도 3차원 구조와 기능을 처음으로 규명했다고 밝혔다.

퀴놀린산은 신경독소로 신경계에 과다하게 축적되면 다양한 신경퇴행성 질환과신경교종을 유발한다. 이 때문에 퀴놀린산 전이반응을 통해 퀴놀린산을 다른 물질로바꾸는 QPRT의 기능을 연구해 퀴놀린산의 신경계 내 축적을 막고 이를 이용해 신약을 개발하는 연구가 진행되고 있다.

신경교종은 신경교세포가 변이된 종양으로 중추신경계 종양의 30%, 뇌종양의 80%를 차지하는 대표적 악성 뇌종양이다.

그러나 아직 QPRT의 효소반응 단계별 3차원 구조가 밝혀지지 않아 QPRT의 작용원리를 파악하지 못하고 있다. QPRT는 퀴놀린산에 포스포리보스를 결합해 NAD의 생합성 전구체인 니코틴산 모노뉴클레오티드를 생성하는 효소이다.

엄 교수는 X-선 결정학 기법으로 인간 QPRT의 효소반응 단계별 고해상도 3차원구조를 규명하고, QPRT가 여섯 개 모인 6량체를 형성해 효소 반응이 진행되는 동안활성 부위가 열린 형태에서 닫힌 형태로 광범위한 구조적 변화를 겪는다는 사실을확인했다.

연구진은 현재까지는 모든 종의 QPRT에서 닫힌 구조만 보고됐다며 이번에 밝혀낸 QPRT의 열린 구조는 이런 열린 구조를 대상으로 하는 신약개발에 핵심적인 구조정보를 제공, 신경교종 저해제 개발에 기여할 것이라고 말했다.

엄 교수는 "이 연구 성과는 QPRT에 의해 신경독소 퀴놀린산이 뇌 안에서 일정양을 유지하는 원리를 처음으로 밝힌 것"이라며 "알츠하이머병, 간질 등 다양한 신경퇴행성 질환, 뇌종양 치료제 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

미래창조과학부 중견연구자지원사업 등을 통해 수행된 이 연구 결과는 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 1월 25일자)에 게재됐다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>