세포내 단백질의 운명 결정하는 단백질 분해신호 규명으로 

노화나 각종 암 등의 연구에 실마리 제공

미래창조과학부와 한국연구재단은 세포내 단백질 분해신호를 규명한 POSTECH(포항공과대학교) 생명과학과 황철상 교수를 이달의 과학기술자상 11월 수상자로 선정하였다. 황 교수는 세포 내 단백질의 운명을 결정짓는 단백질 분해신호를 규명함으로써 단백질 분해 이상으로 발생하는 노화나 암, 퇴행성 신경질환, 감염 및 자가 면역질환 등을 극복할 수 있는 실마리를 제공한 업적을 인정받았다.

생장과 증식 등 각종 생명현상을 담당하는 단백질의 수명이 다하거나 손상되었을 경우 소기관 유비퀴틴–프로테아좀 시스템*을 통해 단백질을 분해함으로써 세포 내 단백질의 항상성을 유지한다. 단백질의 한쪽 끝 N-말단** 아미노 그룹이 아세틸화***되면 분해신호로 작용한다는 것이 알려져 있었지만 아세틸화 되지 않는 N-말단 아미노 그룹이 단백질 분해를 촉발시키는지는 규명되지 않았다.

황 교수는 대다수의 단백질들에 적용될 수 있는 결정적 분해신호를 밝혀 2014년 생명과학 분야 권위지인 셀(Cell)지에 발표하였다. 단백질 분해 이상으로 발생하는 노화나 각종 암, 면역질환 등을 이해하거나 극복할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

단백질 합성시작 부위인 N-말단* 메티오닌이 분해신호가 될 수 있다는 것이다.특히 N-말단 메티오닌 다음에 비교적 크고 물과 섞이지 않는 소수성을 띠는 아미노산(류신, 이소류신, 페닐알라닌)이 자리할 때 분해신호로 작용함을 규명했다.

한편 황 교수는 단백질 N-말단의 아세틸기가 단백질 분해신호로 작용한다는 것을 2010년 사이언스지에 발표하는 등 단백질 분해 연구에 매진하고 있다.

이달의 과학기술자상은 산‧학‧연에 종사하는 연구개발 인력 중 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 발굴·포상하여 과학기술자의 사기진작 및 대국민 과학기술 마인드를 확산하고자 1997년 4월부터 시상해오고 있으며, 매월 1명씩 선정하여 미래창조과학부 장관상과 상금을 수여하고 있다.

[용어설명]

* 유비퀴틴–프로테아좀 시스템: 유비퀴틴이라는 꼬리표 단백질이 연속적으로 부착된 단백질을 프로테아좀이라는 거대복합체가 선별적으로 인식하여 분해한는 단백질 분해 과정.

** N-말단 : 아미노산이 결합된 단백질에서 결합방향에 따라 한쪽 끝에는 아미노 그룹(NH2-)이 자리해 N-말단, 다른 끝은 카르복실 그룹(COOH)이 자리해 C말단이라 한다.

*** 아세틸화 : 단백질의 아미노 그룹(NH2-)에 아세틸(CH3CO)기가 부착되는 것