김호민 교수팀, 단백질 복합체 결합 구조 확인 … 림프부종·암 전이 연구 단서
KAIST와 기초과학연구원(IBS) 연구팀이 림프관 생성을 조절하는 단백질들이 서로 모여 신호를 키우는 원리를 밝혀냈다. 림프관 생성이 부족하거나 지나치게 많은 질환을 연구하는 데 새로운 단서가 될 것으로 기대된다.
KAIST는 생명과학과 김호민 교수와 IBS 이상규 박사 공동 연구팀이 림프관 생성에 관여하는 단백질 ‘VEGF-C’와 이를 받아들이는 수용체 ‘VEGFR-3’의 결합 구조와 신호 증폭 과정을 규명했다고 5일 밝혔다.
림프관은 몸속에 쌓인 체액을 회수하는 통로다. 림프관이 부족하거나 제 기능을 하지 못하면 팔다리가 붓는 림프부종이 생길 수 있다. 반대로 종양 주변에 림프관이 지나치게 늘어나면 암세포가 퍼지는 통로가 될 수 있다.
VEGF-C가 세포 표면의 VEGFR-3에 결합하면 림프관 형성을 촉진하는 신호가 세포 안으로 전달된다. 지금까지는 VEGFR-3 수용체 두 개가 짝을 이루는 과정이 중요하다고 알려졌다. 히자만 이후 신호가 어떻게 더 강해지는지는 충분히 밝혀지지 않았다.
연구팀은 초저온전자현미경으로 두 단백질이 결합한 3차원 구조를 분석했다. 그 결과 수용체 두 개가 만든 복합체들이 다시 옆으로 모여 더 큰 구조를 형성하는 모습을 확인했다.
이어 복합체끼리 맞닿는 부위를 바꾸거나 빛을 이용해 수용체가 모이는 정도를 조절했다. 그 결과 여러 복합체가 함께 모이는 과정이 림프관 생성 신호를 증폭하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다.
이번 연구는 림프관 생성 신호를 조절할 새로운 지점을 제시했다는 데 의미가 있다. 림프관 생성이 부족한 경우에는 신호를 높이고, 종양 주변에서 과도하게 형성되는 경우에는 신호를 낮추는 방식의 치료 전략을 연구할 수 있다는 설명이다.
다만 이번 연구에서 림프부종 치료나 암 전이 억제 효과를 직접 확인한 것은 아니다. 실제 치료제로 이어지려면 추가 연구가 필요하다.
연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 지난 9월 9일 온라인 게재됐다.
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