세포막 단백의 발현을 조절할 수 있는 새로운 기전 규명

치대 강정민(소아치과학), 의대 이재면(미생물학), 이민구(약리학) 교수팀

치대 강정민(소아치과학), 의대 이재면(미생물학), 이민구(약리학) 교수팀이 최근 막단백의 세포막 발현을 조절할 수 있는 새로운 기전을 밝혔다.

이번 발견으로 유전질환인 낭포성섬유증(Cystic Fibrosis)과 펜드리드 선천성난청(Pendred Syndrome) 및 신종 COVID-19 바이러스(SARS-CoV-2) 등 치료제 개발을 위한 신규 분자 타깃으로 응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 

이번 연구결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science, IF 17.521)’에 게재됐다.

연구팀은 선행 연구에서 세포막에 도달하지 못하던 돌연변이 낭포성섬유증 및 펜드리드 선천성난청 단백(CFTR 및 Pendrin)을 세포막으로 다시 보낼 수 있는 새로운 경로인 ‘비전형적 단백질 분비(Unconventional Protein Secretion, UPS)’ 경로를 발견한 바 있다.

이번 연구에서는 TMED 단백질이 이 새로운 경로 활성화에 중요한 역할을 한다는 것을 규명했다. 특히 TMED3 및 관련 단백(TMED2, 9, 10)이 CFTR 및 Pendrin의 비전형적 단백분비에 관여하는 것으로 나타났다. 이 경로는 세포 소포체 스트레스 상황에서 활성화되는데, 흥미로운 것은 신종 COVID-19 바이러스 단백의 세포 내 이동에도 관여하는 것으로 밝혀졌다. 따라서 TMED3 단백복합체를 활성화하는 것은 낭포성섬유증과 유전성난청 치료에 도움을 주며 TMED3 단백복합체의 기능을 억제하는 것은 신종 COVID-19 치료에 도움을 줄 것으로 기대되며 연구진은 이를 세포 실험을 통해 입증했다.

이번 연구에서 밝힌 TMED3 복합체에 의한 단백질 분비 기전은 단백질 접힘 이상(Protein Misfolding)과 RNA 바이러스 감염에 의한 여러 질환 치료제 개발에 활용될 수 있다는 점에서 의미가 크다.