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산소 없는 곳에서 미생물이 어떻게 살까?질병 원인 기생충 예방 및 치료제 개발 도움 전망
  • 허승원 기자
  • 승인 2018.11.26 14:16
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▲사진설명 : Osm1 단백질의 3차 구조이다. 예상되어진 FAD 조효소 결합부위 뿐만 아니라 예상되지 못한 새로운 부위에 또 다른 FAD가 발견됐다. 두 번째 FAD의 기능과 이 두 번째 조효소 결합 부위가 Osm1의 기능에 중요함을 보여주고 있다. (제공=한국연구재단)


산소가 없는 곳에서 미생물이 살 수 있는 원리가 규명됐다. 연구 결과는 질병의 원인인 기생충 예방과 관련 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 보인다.

한국연구재단은 중앙대 박현호 교수와 첨단의료복합단지 신약개발지원센터 김성환 박사가 이끄는 공동연구팀이 산소가 없는 곳에서 미생물이 에너지를 발생시키고 단백질을 생성하는 핵심 요인을 규명했다고 26일 밝혔다.

지금까지는 산소 없이 살 수 있는 암세포나 일부 미생물들이 산소의 기능을 무엇으로 대체하는지 규명하지 못하고 있었다.

연구팀은 효모로부터 추출한 단백질 ‘Osm1’에 주목했다. Osm1 단백질의 각각 다른 부분에 두 개의 FAD 조효소(플라빈 효소 군의 조효소로서 생체 내 산화환원계에서 수소 및 전자전달에 관여)가 결합되면서 전자수용체의 역할을 해 산소가 없는 상태에서도 전자전달이 용이하게 한다.

이러한 특성을 기반으로 Osm1은 산소 없이 소포체에서 만들어지는 단백질의 접힘 과정에도 관여했다. 새로이 생성된 단백질의 황(S) 원소 간 결합을 형성하도록 유도해, 단백질이 제 기능을 할 수 있는 정상적인 형태를 이루게 된 것이다.

박현호 교수는 “이 연구는 혐기성미생물에서 산소의 역할을 대신하는 존재를 규명한 연구”라며 “질병을 유발하는 재선충, 사상충 등 선충의 예방제 및 치료제 개발에 핵심정보를 제공할 것으로 기대한다”라고 연구 의의를 설명했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오의료기술개발사업, 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행되었다.

권위 있는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications) 11월 19일에 논문으로 게재되었다.

논문명은 ‘Molecular basis of maintaining an oxidizing environment under anaerobiosis by soluble fumarate reductase’이다.

저자는 김성환 박사(제1저자, 첨단의료복합단지 신약개발지원센터), 김창민 박사과정(제1저자, 중앙대), 손영진 연구원(제1저자, 첨단의료복합단지 신약개발지원센터), 박현호 교수(교신저자, 중앙대)이다.

허승원 기자  tech@sanhak.co.kr

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