세포막 내외 물질수송 TAPL 단백질 새 기능 발견
TAPL 단백질 이상이 암, 치매, 대사질환 원인

100세 시대를 넘어 120세까지 생존이 가능하다는 연구들이 속속 나오고 있다. 그렇지만 단순히 수명만 늘어나는 것을 넘어 건강하게 오래 살 수 있는 건강수명 증가와 관련한 연구가 필요하다는 지적이 나오고 있다. 나이가 들면 사람들이 가장 걱정하는 질병은 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환과 당뇨, 고혈압, 고지혈증 등 대사질환이다. 국내 연구진이 퇴행성 뇌질환과 대사질환의 원인이 되는 새로운 단백질을 찾아냈다.

광주과학기술원(GIST) 생명과학부 연구팀은 체내에서 세포막 내외로 다양한 물질을 수송하는 단백질인 TAPL의 새로운 기능을 발견했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 실렸다.

TAPL은 당, 비타민, 호르몬, 대사산물, 항생제, 항암제 등을 수송하는 ABC 트랜스포터 단백질의 일종이다. TAPL 돌연변이나 기능 이상은 세포 내 펩타이드의 과도한 축적을 유발해 다양한 암, 대사질환, 퇴행성 뇌질환, 저혈당증 등 난치성 질환 원인으로 보고되고 있다. 이 때문에 TAPL 단백질 구조를 파악하기 위해 다양한 시도가 있었지만 단백질 결정화라는 과정을 거쳐야 해 연구에 걸림돌이 됐다.

이에 연구팀은 결정화 과정 없이도 단백질 구조 규명이 가능한 초저온 전자현미경(cryo-EM)을 이용했다. 이를 통해 TAPL의 펩타이드 길이에 따른 세포막 수송 능력 차이 뿐만 아니라 인지질에 의한 ATP 분해 활성 증가를 확인해 수송 사이클 동안 TAPL이 갖는 여러 구조 규명에 성공했다.

세포막은 외막과 내막의 이중막으로 돼 있다. 외막에서 내막으로, 내막에서 외막으로 지질을 수송하는 것을 인지질 수송이라고 한다. 수송 기능에 이상이 있으면 알츠하이머, 비만, 지방간 등 대사질환이 발생할 수 있다.

또 연구팀은 TAPL이 2개의 서로 다른 작동 메커니즘을 통해 펩타이드와 인지질 수송에 관여한다는 가설을 증명했고 TAPL이 암, 대사질환, 퇴행성 뇌질환 치료를 위한 표적 단백질이 될 수 있음을 확인했다.

진미선 GIST 교수는 “이번 연구는 치매나 대사질환의 원인이 되는 새로운 단백질을 발견했을 뿐만 아니라 TAPL 단백질의 기능적 다양성을 새로 파악하게 됐다는 점에서 의미가 크다”며 “TAPL을 표적으로 하는 신약후보물질을 발굴할 때 필요한 정보를 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.