알츠하이머 유발 단백질 빠르게 찾아내는 센서 단백질

 

 

알츠하이머, 파킨슨병 같은 신경계 질환을 유발하는 것으로 알려진 '비정형 단백질'을 빠르게 검출하고 분석할 수 있는 센서가 나왔다.

 

비정형 단백질은 고정된 3차원 구조가 없는 상태로 존재하는 단백질입니다. 정상적인 단백질은 고정된 3차원 구조를 가지고 있어, 세포 내에서 다양한 기능을 수행합니다. 하지만, 비정형 단백질은 고정된 3차원 구조를 가지고 있지 않기 때문에, 세포 내에서 제대로 기능을 수행하지 못합니다. 또한, 비정형 단백질은 서로 결합하여 응집체를 형성할 수 있습니다. 이러한 응집체는 세포 내에서 다양한 문제를 일으킬 수 있으며, 신경계 질환을 유발하는 것으로 알려져 있습니다.

 

알츠하이머병의 경우, 아밀로이드 베타라는 비정형 단백질이 뇌에 축적되어 신경세포를 손상시킵니다. 파킨슨병의 경우, 알파 시누클레인이라는 비정형 단백질이 뇌에 축적되어 신경세포의 기능을 방해합니다.

 

이외에도, 암, 심혈관계 질환, 대사질환 등 다양한 질환이 비정형 단백질의 축적과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다.

비정형 단백질이 어떻게 형성되는지는 아직 정확하게 밝혀지지 않았습니다. 하지만, 스트레스, 환경 오염, 유전적 요인 등이 비정형 단백질의 형성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.

 

비정형 단백질의 형성을 예방하기 위해서는 건강한 생활 습관을 유지하는 것이 중요합니다. 규칙적인 운동, 균형 잡힌 식단, 충분한 수면 등이 비정형 단백질의 형성을 예방하는 데 도움이 됩니다.

 

김학성 생명과학과 교수 연구팀이 비정형 단백질을 간단하게 검출할 수 있는 센서 단백질을 디자인하는 데 성공, 국제 학술지 '잭스 골드'에 지난 10월 26일 표지 논문으로 공개했다고  밝혔다.

 

우선 자연계에 존재하는 녹색 형광 단백질(GFP)의 베타 스트랜드 1개를 제거했다. 이를 비정형 단백질의 특정 서열과 결합할 경우 형광 단백질 발색단의 파장 스펙트럼이 변하는 센서 단백질을 개발했다. 센서는 특정 아미노산과 상호보완적으로 결합할 경우에만 신호를 방출한다.

연구팀은 개발한 센서 단백질로 알츠하이머를 유발하는 세포 내 베타-아밀로이드를 검출출했다. 기존 방법으로는 비정형 단백질을 분석하기 위해 여러 복잡한 과정을 거쳐야했지만, 센서 단백질만 이용해 실시간으로 세포막과의 상호작용을 추적하고 영상화할 수 있었다.

연구팀은 "센서 단백질을 단순히 비정형 단백질과 섞어주는 방법으로 간편하고 빠르게 비정형 단백질을 검출할 수 있는 방법"이라고 설명했다.

이번 연구의 1저자인 유태근 박사는 "고정된 구조가 없는 비정형 단백질은 디자인과 개발이 매우 어려운 표적이었다"며 "이번 연구가 비정형 단백질의 분석과 관련 병리기전의 연구에 새로운 방법과 전략을 제시할 수 있을 것"이라고 밝혔다.