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대사질환 치료제 타깃 구조 등 밝혀미토니트의 결정 구조 및 약물 결합 그려내

[의학신문·일간보사=김자연 기자] 미국 웨스트 버지니아 대학교 연구진이 뇌졸중, 당뇨, 치매, 심장질환 등 대사질환 치료제 타깃의 결정 구조를 밝혀 네이처 화학 커뮤니케이션스에 발표했다.

미토니트의 구조

 이에 따르면 약물은 체내 단백질에 대해 마치 우주선이 국제 우주정거장에 도킹하듯이 부착되는데 그 과정을 상세하게 묘사함으로써 신약 개발에 방향을 제시할 전망이다.

 연구진은 특히 세포의 발전소 역할인 미토콘드리아의 외막을 억제하는 미토니트(mitoNEET)라는 단백질에 관해 처음으로 결정 구조를 그리고 약물이 어떻게 달라붙는지를 밝혀냈다.

 그 단백질은 아직 역할이 알려지지 못했지만 대사 질환은 에너지 흐름에 문제가 있으므로 미토콘드리아와 긴밀히 연관된 만큼 여러 질환과 연루돼 있다는 설명이다.

 에너지 프로세스에서 미토니트의 역할을 탐색하기 위해 연구진은 박테리아 과발현과 동물 모델을 통해 미토니트를 분리해냈다.

 그리고 이뇨제인 푸로세미드와 유사한 11개 분자를 합성해 미토니트를 노출시켜 그 분자들이 미토니트와 결합한 뒤 연구진은 그 짝에 대한 원자 별 맵을 구축했다.

 특히 연구진은 분자의 결합 방식을 정밀하게 나타내기 위해 샘플에 대해 매우 밝은 고 에너지의 X선을 쏟아붓는 아르곤 국립연구소의 방사광 가속기(APS)를 원격으로 조종했다.

 그 결과 연구진은 그 단백질의 일부를 구성하는 철과 황 원자의 클러스터에 분자가 결합함을 발견했다.

 또한 미토니트의 생물적 기능을 이해하면 그 단백질 활성을 변경시킴으로써 작용하는 약의 효과도 개선시킬 수 있다는 것.

 일례로 약물 구조에 추가적 산소 그룹을 더하면 미토니트에 결합을 크게 조이면서 다른 세포 단백질과의 비의도적인 결합도 없앨 수 있으며 이를 통해 환자의 증상을 더욱 잘 완화시킬 수 있을 예측이다.

 이번 연구 결과에 대해 연구진은 많은 질환에 있어서 미토콘드리아 및 생물에너지의 역할을 이해케 해 중요하다고 평하며, 타깃 치료제를 통한 미토콘드리아 기능 조절이 신약 발굴에 있어서 중대한 방안이 될 것이라고 기대했다.

 

 

김자연 기자  nature@bosa.co.kr

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