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연세소식

[연구 프론티어] 권호정 교수 연구팀, 항암 활성 관련 새로운 표적 단백질 발견

연세대학교 홍보팀 / news@yonsei.ac.kr
2019-06-04

권호정 교수 연구팀,

항암 활성 관련 새로운 표적 단백질 발견 

새로운 항암제 개발 가능성 제시 -



권호정 교수(생명공학과) 연구팀이 호주 맥퀘리 대학교(Macquarie University) 카루소 피터 교수팀과 국제 협력 연구로 항말라리아 임상약인 아르테미시닌(Artemisinin)의 항암 활성과 관련된 새로운 표적 단백질로 BAD(Bcl-2-associated death promoter)을 발견했다. 1972년 중국 과학자 ‘투 유유’에 의해 발견된 아르테미시닌은 1,600년 이전부터 전래해오는 중의학 약초 중 하나인 개똥쑥(Artemisia annua)이라는 식물에서 분리한 것이다.


본 연구에서는 배양 암세포에 존재하는 세포사멸 촉진 단백질인 BAD와 아르테미시닌이 결합함을 최초로 발견했다. 본 약물이 암 관련 단백질과 직접 결합할 수 있는 증거와 암세포를 표적하는 아르테미시닌 기반의 새로운 항암제 개발 가능성을 제시했다. 연구팀은 인간의 대장, 유방, 간, 폐암과 정상 세포로부터 추출한 유전자 단편 라이브러리를 함유하는 상용 파이지 라이브러리를 사용하여 아르테미시닌 약물과 결합하는 단백질 단편을 발현하는 파이지를 동정하는 ‘바이오-패닝’ 농축 방법을 적용했다.



그 결과 아르테미니시닌과 결합하는 단백질로 BAD 단백질을 발견됐다. 아울러 아르테미시닌과 결합하여 활성화 상태의 구조 변형을 유도되는 BAD 단백질은 세포사멸 촉진 단백질 Bcl-xL과의 결합을 통해 암세포의 사멸을 유도함도 규명했다. 특히 BAD를 고발현하는 암세포에 아르테미시닌이 민감히 작용함도 BAD를 유전적으로 제거한 검증실험을 통해 제시해 아르테미니시닌이 BAD와 결합하여 표적 단백질을 활성화해 항암 활성을 발휘함을 입증했다.


연구에서 미량의 인간 암 관련 단백질을 안정하게 발현하는 파아지 디스플레이 방식과 비수식 화합물의 표적 단백질 결정법인 DARTS 방식을 융합·적용하여, 그동안 약물의 표적 단백질로 발견하기 어려웠던 BAD와 같은 단백질을 발견할 수 있었다. 이를 통해 약물의 표적 단백질 결정의 원천 기술을 구축했다는 점에서 연구의 의미가 크다.


권호정 교수 연구실에서는 조성민, 김남희 박사연구원, 호주 맥쿼리 대학의 피터 카루소 교수 연구실에서는 고츠바처 마이켈, 페이 리우 박사 연구원이 참여해 수행했으며, 한국연구재단 글로벌 연구실 사업, 바이오의료기술개발 사업, 글로벌 연구협력지원 사업 및 BK21플러스의 지원으로 수행됐다. 한편, 연구 결과는 화학 생물학 및 생화학분야 국제 권위학술지인 「에이씨에스 케미칼 바이올로지(ACS Chemical Biology)」 2019년 4월호 표지 논문으로 발표됐으며, 화학 및 의약 분야 전문 과학지 「케미스트리&엔지니어링 뉴스(Chemistry&Engineering News)」의 4월호 Topics에 소개됐다.

 

vol. 622
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