단백질 효소 진화에 대한 증거가 제시되며 파킨슨씨병 치료제 등 신약개발이 기대되고 있다.

건국대 생명특성화대학 강린우 교수팀은 포르투갈의 라모스 마리아 교수팀과 함께 비타민 B6의 체내 활성화 형태인 PLP 조효소가 직접 구조변화를 일으켜 효소 촉매 작용을 한다는 점을 3차원 구조 결정을 통해 처음으로 규명했다고 11일 발표했다.

체내의 거의 모든 효소들은 단백질로 구성돼 있으며, 특정 효소들에서 조효소가 결합돼 촉매 작용을 돕지만, 조효소 자체가 구조 변화를 통해 생화학 반응을 하는 분자 수준의 메커니즘을 규명한 것은 이번이 처음이다.

강 교수팀은 벼흰잎마름병균으로부터 클로닝한(수정을 거치지 않고 유전자 조작으로 만든 유전자 복제) PLP-dependent 효소 시스타티온 감마 라이에이즈의 서로 다른 5가지 3차원 구조를 분자 수준으로 결정했으며, 이들 5개 구조에서 서로 다른 형태의 PLP 조효소가 효소 촉매 반응에 핵심적인 기능이 밝혀냈다.

RNA 세계 가설에 따르면 생명의 기원으로서 효소 기능을 갖는 첫 분자가 RNA로 판단되고 있으며, 이로부터 단백질 효소가 진화한 것으로 받아들여지고 있다.

유기분자로 이뤄진 조효소는 대부분 RNA 유도체로 구성돼 있으며, 이번 연구 결과로 얻어진 단백질에 결합된 조효소가 직접 구조 변화를 일으키면 효소촉매 작용을 한다는 연구 결과는 RNA 효소에서 단백질 효소로 진화하는 중간 단계의 중요 증거로 제시될 수 있다.

또 PLP-dependent 효소들은 체내에서 다양한 기능을 하며 파킨슨씨병, 항전간 등에 중요한 신약개발의 타깃들이기도 하다.

강 교수는 "제시된 새로운 촉매 메커니즘은 단백질에만 국한돼 있던 효소기작을 조효소 및 핵산 유도체로 확대할 수 있는 기반을 마련한 것"이라고 설명했다.

이번 연구 결과는 구조생물학 부문 국제결정협회 저널인 ‘악타 크리스탈로그라피카 섹션D' 2월호에 실렸다.

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