조진원 교수 연구팀, 「네이처 셀 바이올로지」게재 조진원 교수(생명과학부) 연구팀은 "종양(腫瘍)억제단백질인 p53의 생성과정을 분석한 결과, 이 단백질이 비정상적으로 과다 축적되면 주변의 정상세포를 공격해 당뇨 합병증을 유발할 수도 있음을 알아 냈다"고 세포생물학 분야 국제학술지인 「네이처 셀 바이올로지(Nature Cell Biology)」 인터넷판 9월 11일자 논문에서 밝혔다. 'Modification of p53 with O-linked N-acetylglucosamine regulates p53 activity and stability'라는 제목의 이번 연구는 조 교수팀이 독자적으로 수행했으며 논문의 제1저자는 박사과정의 양원호 연구원이다. p53은 암을 억제하는 핵심 단백질로, 암 환자의 절반이 이 단백질에 이상(異常)이 생겨 발병하는 것으로 알려져 있다. p53은 인산, 아세틸기 등으로 수식화되어 그 기능이 조절되고 있다. 1996년 O-GlcNAc이 p53을 수식화하고 있을 것으로 보고되었지만 정확한 기능이나 수식화의 위치는 10년간 밝혀지지 않고 있었던 난제였으나 조진원 교수팀의 연구로 수식화의 위치와 기능을 밝혀낸 것이다. 'O-GlcNAc' 수식화는 핵이나 세포질에 존재하는 단당(單糖)으로 이루어지는 당화이다. 쎄린이나 트레오닌의 수산기에 공유결합되기 때문에 같은 위치에서 일어나는 인산화와 경쟁적으로 일어날 것으로 사료된다. O-GlcNAc는 포도당으로부터 만들어지기 때문에 당뇨의 발병 원인 및 합병증과 밀접한 관계가 있으며 또한 신경계의 분화 및 치매의 발병과도 관계가 있을 것으로 알려져 있다. 조 교수팀은 단백체학(proteomics) 연구를 통해 O-GlcNAc는 p53의 149번째 쎄린에 인산과 경쟁적으로 수식화된다는 사실을 밝혀냈다. 조 교수는 "이곳이 O-GlcNAc로 수식화되면 트레오닌 155번째에 인산화가 억제되고 그 결과 p53의 유비퀴틴화(ubiquitination)가 저해되어 세포 내에 p53의 양을 증가시키게 되어 세포의 사멸을 유도하게 한다. 유비퀴틴화는 제거되어야 하는 단백질에 수식화되어 프로테아좀(proteasome)에 의해 제거되게 하는 역할을 한다"고 설명했다. 당뇨 합병증과 p53 관계 규명해 치료제 개발할 것 또한 연구팀은 당뇨에 걸린 생쥐의 각 장기에 있는 p53의 O-GlcNAc 수식화가 증가되어 있고 트레오닌 155번째의 인산화가 감소한 것으로 보아 당뇨의 합병증과 어떤 관계가 있을 것이라는 점도 알아 냈다. 또한 몇몇 종양 환자로부터 얻은 p53의 149번째 쎄린이 다른 아미노산으로 치환되어 있는 경우를 발견하였다. 이는 이 환자들의 p53 양을 감소시켜 종양을 억제하지 못하기 때문일 것으로 추정하고 있다. 조 교수는 "앞으로 당뇨 합병증과 p53 당화와의 상관 관계를 규명하여 당뇨 합병증의 치료제 개발을 위한 기초 연구를 수행할 것이며 당뇨의 발병 원인을 p53의 관점에서 연구할 것"이라는 계획을 밝혔다.