빛 수용체 중간 단백질 구조 전북대 최희욱 교수팀 첫 규명

비활성상태의 로돕신(왼쪽)이 빛에 닿으면 활성화상태의 메타로돕신 II(오른쪽)로 바뀐다. 메타 로돕신 II는 GαCT2라는 신호전달 단백질이 결합돼 있는 구조이다. 전북대 제공

우리나라 연구진이 눈에서 빛을 감지해 뇌로 시각신호를 전달하는 과정에서 만들어지는 단백질의 결정구조를 세계 최초로 밝혔다. 이 연구는 실명 등 안과질환을 예방하고 치료하는 데 유용하게 쓰일 것으로 전망된다.

최희욱 전북대 화학과 교수팀은 눈으로 본 영상을 뇌로 전하는 데 중요한 역할을 하는 중간 단백질인 ‘메타 로돕신Ⅱ’의 구조를 밝혀 과학학술지 ‘네이처’ 10일자에 발표했다. 눈 속에서 빛에 반응하는 ‘로돕신’이라는 단백질은 시각신호를 전달하면서 구조가 여러 차례 바뀐다. 로돕신은 빛이 닿으면 내부 분자가 바뀌며 ‘활성’ 상태가 된다. 활성상태의 로돕신에 신호전달물질이 결합하면서 10만분의 수초 정도의 짧은 시간 동안 구조가 변한다. 변화를 계속하며 단백질은 망막에 전해진 시각신호를 뇌까지 전달한다.

최 교수팀은 메타 로돕신Ⅱ의 결정을 물속에서 추출해 X선으로 촬영했다. 기존의 다른 연구진은 단백질을 알코올에 녹여 완전한 결정을 얻지 못했다. 최 교수는 “이 연구가 계속되면 앞으로 시각장애 같은 선·후천성 안과질환의 예방과 치료에 도움이 될 것”이라고 말했다.

최세민 동아사이언스 기자 july@donga.com