세균 해독효소 조절과정 규명…"감염병 치료 도움"
윤성일 강원대 교수 연구팀 '패드알 단백질 3차원 구조 연구'
(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 윤성일 강원대 교수 연구팀이 패드알(PadR) 단백질의 3차원 구조를 연구해 해독효소 유전자 발현 조절과정을 규명했다고 29일 밝혔다.
생명체는 외부 유해물질에 대항하기 위한 시스템을 다양하게 만들었다.
유해물질을 분해하는 효소 단백질을 내놓거나, 아예 유해물질을 밖으로 내보내는 단백질을 형성하는 식이다.
해독 단백질 발현을 조절하는 데에는 전사인자(transcription factor) 단백질이 관여한다.
전사인자 연구는 이 때문에 생명체 유해환경 극복 과정을 이해하는 데 필수적이다.
패드알은 바실러스균 등 세균에 존재하는 전사인자 단백질이다. 세균에게 해로운 페놀산을 분해할 수 있도록 효소 발현을 유도한다.
식물의 분해 산물인 페놀산은 토양에 많이 존재한다. 일부 세균의 생존이나 증식을 억제한다.
패드알 단백질은 페놀산을 감지하고 분해효소 발현을 조절한다.
현재 학계엔 패드알 단백질이 어떤 과정을 거쳐 유전자 발현을 조절하는지 알려지지 않았다.
윤성일 교수 연구팀은 엑스선 결정학이라는 기술을 활용해 문제의 실마리를 찾았다.
엑스선 결정학은 분자의 3차원 구조를 원자 수준에서 결정하는 데 사용하는 기술이다.
연구결과에 따르면 패드알 단백질은 2개의 단백질 분자가 합쳐진 형태로서, 유전자(DNA) 굴곡 부위에 결합한다.
페놀산이 패드알 단백질에 결합할 때 단백질 일부 구조는 변형되고, 이후 해독효소 유전자 발현이 시작된다.
윤성일 교수는 "세균 안에서 어떻게 페놀산을 인식하고, 해독효소 생산 스위치를 켜는가에 관한 구조적 메커니즘을 밝힌 연구"라며 "패드알 계열 단백질은 병원균 항생제 내성 발현이나 독소 형성과 밀접하므로 (연구결과를 통해) 앞으로 감염 질환 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대한다"고 말했다.
연구는 교육부·한국연구재단 이공학 개인기초연구지원사업 등 지원으로 수행했다.
성과를 담은 논문은 생화학·분자생물학 분야 국제학술지 '뉴클레익 엑시드 리서치'(Nucleic acids research) 9일 자에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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