몸 속 에너지 대사조절 ‘스위치’ 찾았다…“당뇨·비만 연구 기대”

김성훈 연세대 교수© 뉴스1

국내 연구진이 몸 속 세포가 각각 에너지원을 얼마나 가지고 있나 정확히 감지해 에너지 대사 과정을 조절하는 특정 효소를 세계 최초로 찾았다. 당뇨·비만 등의 대사성 질환이나 암·신경질환·면역질환 치료제를 개발하는 연구에 활용될 수 있을 전망이다.

과학기술정보통신부는 의약바이오컨버전스연구단 연구팀과 한정민 연세대 교수 등이 공동연구를 통해 ‘LARS1’(leucyl-tRNA synthetase 1) 효소가 아미노산과 탄수화물의 세포 내 수준을 인식해 단백질 합성과 에너지 생산의 균형을 이루는 통합형 대사조절 ‘스위치’의 역할을 하는 것을 규명했다고 29일 밝혔다.

아미노산은 단백질을 구성하는 기본 영양소이자 우리 몸을 구성하는 가장 중요한 구성성분으로, 몸의 에너지 수준이 낮아지면 에너지를 발생시키는 연료로도 사용된다. 그러나 지금까지 아미노산이 몸의 에너지 수준을 어떻게 감지해 전환을 발생시키는지에 대해선 밝혀진 것이 없었다.

‘LARS1’(leucyl-tRNA synthetase 1) 효소가 아미노산과 탄수화물의 세포 내 수준을 인식해 단백질 합성과 에너지 생산의 균형을 이루는 통합형 대사조절 ‘스위치’의 역할을 하고 있는 도표.© 뉴스1

연구단은 지난 2012년 LARS1이 세포내 아미노산중 하나인 류신(leucine)을 감지해 단백질합성과정을 활성화하는 스위치로서 작동한다는 사실을 세계 최초로 발견했다. 지난 연구에서는 LARS1의 스위치가 류신에 의해 작동이 시작되는 ‘온’(On) 상태가 된다는 것은 밝혔으나 어떻게 작동이 멈추는지 ‘오프’(Off)되는지는 밝히지 못했다.

이번 연구는 LARS1의 아미노산 스위치 기능이 우리 몸의 에너지 상태에 따라 온-오프‘될 수 있다는 사실을 추가로 규명한 데 의미가 있다. LARS1가 세포의 에너지원인 ATP의 수준을 감지하여 아미노산인 류신의 대사의 방향을 조절하는 통합적인 기능을 할 수 있다는 사실을 알아낸 것이다.

에너지의 대사과정은 당뇨·비만과 같은 대사성 질환뿐 아니라 암·신경질환·면역질환과도 밀접하게 연관돼 있어 신약개발 연구 분야에서도 매우 중요하다.

김성훈 의약바이오컨버전스연구단장은 “LARS1 효소가 우리 몸에서 에너지와 아미노산의 대사를 통합적으로 조절을 하는 중요 효소임을 밝혀낸 성과”라면서 “LARS1 효소가 당뇨병, 비만과 같은 대표적인 대사조절 질환뿐 만 아니라 암·신경·근육 관련질환의 치료제 개발 타깃으로 유용하게 활용 될 것”이라고 말했다.

이 연구는 과기정통부의 글로벌프론티어사업으로 진행됐으며, 29일 사이언스지 온라인판에 실렸다.

(서울=뉴스1)