광주과학기술원 생명과학부 엄수현, 김도한 교수팀은 사람의 세포 내에 있는 기관인 미토콘드리아에서 칼슘이 드나드는 통로 역할을 하는 단백질의 3차원 구조와 기능을 세계 최초로 규명했다고 8일 밝혔다.
미토콘드리아는 세포 내에서 호흡과 에너지 합성 등을 하는 소기관이다. 미토콘드리아는 세포 내의 칼슘 농도를 조절하는 방식으로 이런 일들을 수행한다.
미토콘드리아에서 칼슘이 드나드는 통로는 ‘미토콘드리아 칼슘 유니포터’라는 단백질이다. 지난 2011년 학계에 처음 보고된 이 단백질이 제대로 역할을 하지 않으면 칼슘이 모자라거나 넘치게 되고, 결국 각종 질병에 걸리게 된다. 이 단백질의 3차원 구조는 알려지지 않던 상황이다.
연구진은 ‘X선 단백질 결정학 기법’이라는 방법으로 인간 미토콘드리아 칼슘 유니포터의 3차원 구조를 세계 최초로 알아냈다. 단백질 결정학 기법은 단백질을 결정(結晶) 형태로 만들고 X선을 투과한 다음, 결정을 통과하며 꺾여 나온 X선들의 패턴을 컴퓨터로 분석해 모양을 알아내는 방법이다.
연구진은 “미토콘드리아의 과다한 칼슘 유입으로 세포가 죽으면 심근경색, 뇌전증 등 질환이 생긴다”면서 “이번 연구 결과가 미토콘드리아 칼슘 유니포터를 표적으로 하는 치료법을 개발하는 데 실마리 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다. 연구결과는 분자생물학 분야 학술지 ‘엠보 리포트(EMBO Reports)’ 최근호에 표지논문으로 게재됐다.