DGIST(총장 신성철) 뇌‧인지과학전공 서병창 교수 연구팀이 전압감응 탈인산화 효소(Voltage-Sensing Phosphatase, 이하 VSP)의 작용 메커니즘을 규명했다. 연구결과는 자연과학 분야 세계적 학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 24일자 온라인판에 게재됐다.
연구팀은 VSP의 작용 메커니즘 연구를 통해 살아있는 세포에서 세포막 인지질의 동역학적 변화를 실시간으로 측정했다. 그 결과를 바탕으로 세포막전위 변화에 따른 인지질 변화 정량화 모델을 확립해 분자적 수준에서 VSP의 역할을 규명했다.
VSP는 사람, 쥐, 제브라피쉬, 개구리, 멍게 등 많은 생명체에서 발견되는 효소이다. 학계에서는 종양억제 효소인 PTEN 단백질i)과 같은 역할을 하는 것으로 예상해왔다. VSP는 신경세포와 생식세포 등에서 주로 발현되고 있다. 하지만 지금까지 VSP의 생리학적 역할을 알려지지 않았다.
연구팀은 지질인산화 효소가 VSP의 이노시톨인지질 탈인산화 기능에 대해 길항작용을 한다는 사실을 최초로 규명했다. PTEN 단백질이 관여하는 것으로 알려진 신경세포 재생과 종양 억제 등에서 VSP가 PTEN 단백질과 같은 역할을 한다는 사실을 실험을 통해 증명했다.
또한 연구팀은 이 사실을 바탕으로 세포막전위에 따른 VSP 작용을 정량화한 모델링을 확립해 VSP가 하나의 전압의존성을 가진다는 사실도 밝혔다. 학계에서는 VSP 작용이 전압에 따라 효소 작용의 전압의존성과 기질선호도가 변화된다고 추측해왔다. 연구팀이 정량화한 VSP 모델은 지금까지 연구된 모든 종류의 VSP와 VSP 유전자 변형체의 전압의존성을 설명할 수 있어 VSP 연구의 새로운 연구방향을 제시했다.
DGIST 뇌‧인지과학전공 서병창 교수는 "지난 2005년 발견된 VSP가 아직 학계에서도 생소하지만 지금까지 알려진 것보다 많은 생명현상에 관여하고 있을 가능성이 크다"며 "후속연구를 통해 VSP가 암과 종양, 퇴행성 뇌질환 등의 증상을 치료하거나 완화할 수 있는 기술 개발로 이어질 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.
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