UdgX 단백질 기능 규명으로 암 치료의 새로운 패러다임 제시해
UdgX의 DNA 내 우라실 인식과 공유결합 형성
[대전=일요신문] 육군영 기자 = 국내 연구진이 세포 내에서 돌연변이 DNA를 복구하는 효소(UDG; Uracil-DNA Glycosylase) 중 특이한 활성을 보이는 신규 단백질 효소(UdgX)의 기능을 규명했다.
한국생명공학연구원은 이번 연구로 새로운 DNA 복구 시스템의 가능성을 확인했으며 관련 연구를 통해 암 치료 및 단백질 공학 분야에 공헌할 것으로 보고 있다.
대부분의 생명체는 자신의 유전정보를 DNA의 형태로 저장하며, DNA는 ATGC의 4개의 염기를 사용하여 유전정보를 암호화하여 자손에게 전달한다.
그러나 염기에 변화가 발생하면 암호화된 정보에 오류가 생기며 이것을 돌연변이라 부른다. UDG 단백질 효소는 유전자 내 돌연변이 발생을 방지하는 효소로, DNA 내에서 빈번하게 발생하는 주요 염기의 변이를 찾아 제거한다.
세포 내에서 돌연변이 DNA를 복구하는 UDG 효소의 일반적인 기능과는 달리, 연구팀은 미생물로부터 발견한 ‘UdgX’ 라는 단백질이 기능에 주목했다.
인도와 공동 연구를 수행중인 연구팀은 비결핵항산균(Mycobacterium smegmatis 종)에서 신규 UDG 단백질의 한 종류인 UdgX 단백질이 DNA내 우라실 염기를 인식하고 강력한 공유 결합을 형성한다는 것을 실험을 통해 확인했다.
연구책임자인 우의전 박사는 “이번 연구를 통해 UDG 효소 계열의 보고되지 않은 신규 활성을 가진 UdgX의 분자적 구조를 규명하고 독특한 생화학적 메커니즘 제시한 것”이라며, “이러한 결과는 세포의 유전자 복구 기작에 있어 이전에 알려지지 않은 새로운 경로가 존재할 가능성을 제시하였다”고 설명했다.
또 “이러한 신규 기능의 단백질은 향후 돌연변이로 유발되는 암세포의 치료 연구 및 ‘크리스퍼 염기교정 유전자가위(Base Editor)’로 응용될 수 있을 것이다”고 덧붙였다.
한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터 우의전 박사팀이 수행한 이번 연구는 한국생명공학연구원의 주요사업 지원으로 수행되었고, 생물학 분야의 세계적 저널인 Nature Chemical Biology지 5월 17일자(한국시각 5월 18일) 온라인 판에 게재되었다.
(논문명 : Covalent binding of uracil DNA glycosylase UdgX to abasic DNA upon uracil excision)
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