항노화 물질, 노화질병 치료제 개발에 방법 제시

생명시스템과학대학 미생물.분자생명과학과의 김정윤 교수팀이 노화를 억제하고 수명을 연장하는데 핵심적인 단백질인 써투*(Sir2, Sirtuin계 단백질)의 새로운 작동 원리를 규명하고, 칼로리 섭취 제한에 의한 노화억제 시 (Sir2)의 역할을 증명했다.

이번 연구 결과는 생명과학분야의 권위 있는 국제학술지 이라이프(eLIFE, 생물학분야 상위 5% ; IF 9.322) 온라인판 9월 2일자에 게재됐으며, 미래창조과학부가 지원하는 중견연구자지원사업과 바이오･의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

주 저자는 강우규 박사, 교신저자는 김정윤 교수다.(논문명: Sir2 phosphorylation through cAMP-PKA and CK2 signaling inhibits the lifespan extension activity of Sir2 in Yeast)

노화를 늦추는 것은 노화 관련 질병들의 발병을 근원적으로 예방함으로써 삶을 보다 건강하게 유지하는 가장 효과적인 방법이다. 써투(Sir2, Sirtuin 계 단백질) 단백질은 다양한 실험 생물체의 수명을 늘리고 인간의 노화억제에도 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 왔지만 이 단백질이 어떻게 노화를 억제하는지에 대해서는 정확하게 밝혀지지 않았다. 또, 써투(Sir2)의 노화억제 기능 자체에 대해 의구심을 가진 과학자들도 많았다.

김정윤 교수팀은 써투(Sir2)가 히스톤 단백질(H4)의 16번째 라이신 잔기에 붙어있는 아세틸기를 제거함으로써 특정 노화촉진 단백질(세포막 전위차 조절 단백질과 라이보좀 단백질)들의 발현을 억제하여 효모의 수명을 증가시킨다는 새로운 사실을 발견했다.

또한, 써투(Sir2)의 노화제어기능은 써투(Sir2)에 인산기를 붙이는 단백질에 의해 조절된다는 것을 밝혀냈다. 이와 함께 써투(Sir2) 인산화를 유도하는 신호전달경로를 규명했으며, 이 신호 체계가 칼로리 섭취 제한에 의한 노화억제 효과와 연관돼 있음을 밝혔다.

김정윤 교수팀이 써투(Sir2)가 노화를 억제하는 새로운 작동원리를 분자 수준에서 규명함으로써, 향후 항노화 물질 및 노화 관련 질병 치료약 개발에 중요하게 활용될 것으로 기대되고 있다.

김정윤 교수는 “이번 연구 지난 10여년 동안 써투(Sir2) 단백질의 수명연장 기능에 대한 논쟁을 끝낼 수 있는 중요한 성과”라며 “써투(Sir2) 단백질의 수명연장 기능을 활성화 할 수 있는 방법을 제시한 것에 연구의 의의가 있다”고 말했다.

* 써투(Sir2) : 세포 내 대사산물(NAD+, Nicotinamide Adenine Dinucleotide)에 의존적으로 활성을 나타내는 단백질로서 기질 단백질에 붙어있는 아세틸기를 제거하는 기능을 가지고 있음