국내 연구진, 라파마이신 대체할 신약 연구 문 열었다

[박계현기자] 국내 연구진이 면역억제제 등으로 폭넓게 활용되는 약품인 라파마이신의 타깃 물질을 조절하는 단백질합성효소 LRS를 발견했다.

서울대 글로벌프론티어 의약바이오컨버젼스연구단(경기도 참여) 김성훈 교수와 한정민 교수, 포항공대 류성호 교수 연구팀은 LRS(Leucyl-tRNA synthetase)라는 효소가 단백질 합성을 조절하는 아미노산에서 스위치 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 규명했다고 19일 발표했다.

아미노산은 단백질을 구성하는 기본 요소로 근육형성, 혈당, 수명, 암, 신경질환 등 거의 모든 신체 대사와 질병 발생에 관련돼 있지만 아직까지 세포에서 아미노산의 농도 변화를 감지하는 메커니즘이 발견되지 않았다.

특히 류신이라는 아미노산은 근육 형성에 가장 중요한 역할을 하는데 세포 내에서 류신을 감지하는 센서의 존재가 과거 20여 년간 학계에서 초미의 관심사였다. 김성훈 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 LRS라는 효소가 류신을 감지해 단백질 합성을 조절하는 스위치 기능을 한다는 것을 규명했다.

라파마이신은 1970년대 개발된 신약으로 초기에는 장기이식 후 면역억제제로 활용됐다. 최근에는 뛰어난 약효가 인정돼 노화억제·항암제 등으로 활용 영역을 넓힌 약품이다. 현대의학의 장기이식 자체가 라파마이신이라는 신약이 개발되었기 때문에 가능했다고 할 수 있을 정도로 다방면에 사용된다.

그러나 구체적으로 라파마이신이 신체 내에서 어떤 역할을 하는지는 현재까지 규명하지 못한 상황으로 과학자들은 라파마이신의 약효를 듣게 하는 신체 내 타깃 물질을 'mTOR'라는 이름으로 부른다.

현재도 라파마이신을 이용한 수명 연구가 활발하게 이뤄지고 있으나 최근 약에 대한 내성이 보고되고 있다. 김성훈 교수 연구팀의 이번 연구결과는 라파마이신의 타깃 물질(mTOR)에 LRS가 연결돼 있다는 것을 확인한 것이다.

이러한 일련의 신호전달 경로에 대한 연구가 진척되면 라파마이신을 대체하는 다른 약을 찾는 연구로까지 연결될 수 있다.

김성훈 단장은 "단백질 합성 과정은 정상적일 경우 근육 형성 등 몸의 성장을 주관하지만 이번에 밝혀진 LRS와 같은 아미노산 스위치가 고장 났을 경우 암·당뇨·노화 등의 질병을 유발하는 것으로 알려져 있다"며 "이러한 이유로 최근 단백질 합성 조절에 관여하는 여러가지 조절인자들을 중심으로 신약개발 연구가 활발히 이루어지고 있다"고 설명했다.

김성훈 단장은 "이번에 연구팀이 신호전달 경로를 규명한 LRS가 암·당뇨·수명조절 등의 신약개발에 새로운 타깃으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구 결과는 생명과학 분야 세계 최고 권위의 학술지인 '셀 (Cell)' 3월 15일자 온라인판에 발표됐으며, 4월호에 정식 게재될 예정이다.