‘G단백질수용체’ 약물 전달 과정 규명

국내팀, 약물 개발 새 전략 제시

국내 연구팀이 생체신호나 약물이 세포로 들어갈 수 있도록 문을 열어주는 단백질인 ‘G단백질수용체(GPCR)’의 구체적인 작동 과정을 밝혀 약물 개발의 새로운 지평을 열었다.

정가영 성균관대 약학부 교수(사진)연구팀은 G단백질수용체의 순차적인 구조 변화를 밝혀내고, 이를 토대로 약물 개발에 새로운 전략을 제시해 10일 국제학술지 ‘셀’에 발표했다.

G단백질수용체는 인체 내 신호 전달에 쓰는 G단백질을 세포가 받아들이게 한다. 약물을 세포 내로 전달하는 역할도 해 신약 개발에서 중요한 연구 주제다. 알레르기를 치료하는 항히스타민제와 우울증 치료제 등 전 세계 판매 수익 200위 내 약물 중 25%가 G단백질수용체를 활용한다. 시중 약물 전체로 넓히면 40%나 관련이 있다.

2012년 노벨 화학상도 G단백질수용체 연구에 돌아갔다. 정 교수도 참여한 이 연구에서는 G단백질수용체가 G단백질과 결합한 구조를 세계 최초로 밝혀냈다. 이 발견을 활용해 약물의 효과를 높이려는 후속 연구들이 다수 있었지만 이렇다 할 진전을 이루지 못했다.

연구팀은 결합 전후만 주목하던 기존 단백질 연구에서 벗어나 중간 과정에 주목했다. G단백질수용체가 G단백질과 결합하며 겪는 순차적인 구조 변화를 조사했더니 신호가 전달되기 시작하는 1단계부터 마무리되는 4단계까지 나눌 수 있다는 사실을 알아냈다.

정 교수 연구팀은 4개의 단계 중 마지막인 4단계에서는 신호 전달이 끝나기 때문에 약물 전달과 크게 관계가 없다는 사실을 밝혔다. 그 대신 2단계와 3단계가 약물을 받아들이는 단계이므로 이 구조를 연구해야 약물 개발에 유용하다는 결론을 내렸다.

정 교수는 “노벨상 이후 주목받아 온 G단백질수용체 연구의 패러다임을 바꾸는 이론을 제시했다”며 “G단백질수용체에 작용하는 의약품을 개발하는 새로운 전략이 될 것”이라고 말했다.

조승한 동아사이언스 기자 shinjsh@donga.com