세종대 엄수종·학술진흥재단 김은주 교수 공동
노화· 치매 등 치료에 새로운 전기 마련
포유류의 세포 생존· 노화· 당뇨 및 비만 등 다양한 생리활성을 조절하는 SIRT1 단백질과 직접 결합해 SIRT1 단백질의 활성을 강화하는 AROS(Active Regulator of SIRT1) 단백질을 발굴하고, SIRT1에 의한 p53 단백질의 불활성화로 야기되는 세포 생존에서 AROS 단백질의 역할을 국내 연구진이 세계 최초로 규명하는 개가를 올렸다．
이 연구는 세종대학교 생명공학과 엄수종(46)교수와 한국학술진흥재단의 선도연구자사업을 수행한 김은주(33세) BK21 연구교수가 공동으로 진행했다．
연구 결과는 '셀'에서 발행하는 분자생물학 분야의 최고 권위지인 '몰레큘러 셀'지의 특별 논문에 선정돼 27일 게재됐다．
SIRT1 단백질은 히스톤을 포함한 다양한 종류의 단백질로, 특히 전사인자인 p53· FOXO· NF-kB· PGC-1α에 붙어 있는 아세틸기를 잘라내는 탈아세틸화 효소로 작용해 이들 전사인자의 세포내 활성인 세포생존· 노화· 비만· 당뇨 등을 조절한다.
이처럼 SIRT1 단백질의 기질은 많이 알려진 반면, SIRT1 단백질의 효소활성을 직접 조절하는 세포내 인자는 전혀 알려진 바가 없었다.
따라서 이 연구에서는 SIRT1 단백질의 효소활성을 직접 조절하는 마스터 인자가 세포내에 존재할 것이라는 가정 아래 특정단백질에 결합하는 단백질을 찾는 방법인 '이스트 투 하이브리드' 시스템을 사용해 AROS를 발굴했다.
나아가 SIRT1 단백질의 대표적인 기질인 암억제 전사인자 p53을 이용해 발굴한 AROS 단백질의 기능을 다양한 생물학적 실험기법으로 연구했다.
SIRT1 단백질에 의한 p53의 탈아세틸에 미치는 AROS 단백질의 역할을 연구한 결과, AROS 단백질은 SIRT1 단백질과의 결합을 통해 p53의 탈아세틸과 그에 따른 p53의 전사활성 억제를 촉진한다는 사실이 밝혀졌다．
한편 p53은 세포내로 유입되는 각종 악성시그널에 대응하여 세포의 증식억제와 세포자연사를 유발하여 암이 되는 것을 막는다.
따라서 AROS 단백질에 의한 p53의 불활성화 촉진이 세포의 성장에 미치는 영향을 분석한 결과, AROS 단백질은 SIRT1 단백질을 도와 p53에 의한 세포의 증식억제와 세포자연사를 차단함으로써 세포의 생존을 촉진한다는 사실도 드러났다．
이같은 결과를 통해 AROS 단백질은 SIRT1 단백질과 더불어 세포 손실로 야기될 수 있는 노화· 퇴행성 뇌질환(치매 등) 허헐성 질환 등의 치료에 활용 가능성을 열어 놓았다.
또 이번에 발굴된 AROS 단백질은 최근 부각되고 있는 SIRT1 단백질의 또 다른 생리활성, 즉 당뇨 및 비만을 억제하는 물질로 직접 활용하거나 저분자 화합물의 탐색에 간접적으로 활용이 가능하여 산업적·의학적 부가가치가 기대된다.
한편 생리적으로 중요한 SIRT1 단백질의 효소활성을 직접 조절하는 AROS 단백질의 발굴은 기존의 통념(SIRT1의 기질 또는 발현조전인자 발굴)을 탈피하여 진보했고, 나아가 이와 같은 개념이 다른 생체 내 중요 효소들에게도 적용될 수 있는 보편성을 제공했다는 측면에서 학문적 의미가 있다．
