빛에 의해 스위치처럼 작동하는 단백질 개발

다양한 표적에 결합하는 LRR 단배질 광범위하게 적용

광스위치 분자를 반복 모듈 사이에 결합시켜 표적에 대한 결합력을 빛으로 조절할 수 있는 광스위치 단백질을 개발했고 이를 이용해 세포 신호전달을 빛으로 조절했다.

빛을 이용해 세포 속 다양한 신호전달을 조절하는 기술이 개발됐다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 한국과학기술원의 김학성, 허우성, 최정민 박사 연구팀이 광스위치 분자를 결합해 빛에 의해 스위치처럼 조절되는 단백질을 설계했다고 밝혔다.

빛은 비침습적이고 빠르기 때문에 다른 물리와 화학적인 방법보다 효과적으로 신호전달 연구에 활용될 수 있다. 그러나 자연에 존재하는 광스위치 단백질로 신호전달을 조절하려면 각 신호 전달계에 맞춰 다시 단백질을 설계해야 하는 복잡하고 힘든 과정이 요구된다.

연구팀은 광스위치 분자를 합리적인 방법으로 단백질에 결합해 빛으로 단백질의 구조 변화를 유도하고 궁극적으로 표적에 대한 결합력을 조절해냈다.

사용된 물질은 LRR(Leucine Rich Repeat)단백질과 아조벤젠 유래 광스위치 분자다. 다양한 표적에 대해 결합하는 LRR 단백질에 광범위하게 적용될 수 있는 기반 기술이다.

연구팀은 실제로 빛에 의해 상피세포 성장인자 수용체에 대한 결합력이 조절되는 단백질을 개발했다. 그리고 이를 이용해 세포 내 EGRF 신호전달을 빛으로 조절해냈다.

김학성 교수는 “이 연구는 특정 광스위치 단백질을 넘어서서 다양한 광스위치 단백질을 개발할 수 있는 설계 기술을 정립한 것으로, 이를 이용한 신호전달 제어 연구에 폭넓게 사용될 수 있다”고 의의를 설명했다.
이해미 기자 ham7239@