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건강을 위해 필수적인 아연 결핍 해결할 단백질 발견 - 미국 연구팀, 체내에서 아연 전달하는 ‘징1(ZNG1)’ 단백질 존재 확인
  • 기사등록 2022-05-19 10:07:12
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▲ 픽사베이



[트리니티메디컬뉴스=강다은 기자] 아연은 사람을 포함한 모든 생물의 생명 유지에 필수적인 미량 영양소다. 아연이 부족하면 성장이 안 되는가 하면 면역기능 및 신경 장애는 물론 암을 유발하기도 한다. 하지만 아직까지 아연이 체내에서 어떤 경로로, 어떤 단백질에 전달되는지는 밝혀지지 않았다. 이런 가운데 미국 밴더빌트대 의료센터 공동연구팀과 미국 브룩헤이븐국립연구소 공동연구팀이 각각 아연을 전달하고 활용하는 체내 단백질을 찾아냈다고 밝혔다.


동아사이언스에 따르면, 미국 밴더빌트대 의료센터와 인디애나대 공동연구팀은 몸속 아연이 ‘징1(ZNG1)’이라는 단백질과 결합해 메티오닌 아미노펩티데이스1(MetAP1)이라는 효소 단백질에 전달된다는 연구 결과를 17일(현지시간) 국제학술지 ‘셀’에 발표했다.


또 다른 연구팀인 미국 에너지부 산하 브룩헤이븐국립연구소와 환경분자연구소, 태평양북서부국립연구소와 스토니브룩대 연구팀도 같은 내용의 연구결과를 ‘셀’의 자매지인 ‘셀 리포트’에 같은 날 공개했다. 두 공동연구팀이 연구 논문을 저널에 접수한 시기도 지난해 10월로 비슷하다.


생명체가 본래의 기능을 유지하기 위해서는 아연 외에도 다양한 미량 원소가 필요하다. 이 가운데 니켈이나 구리와 같은 금속은 독성이 있어 특정 단백질과 결합한 뒤 실제 금속이온을 사용하는 단백질에 전달된다. 이렇게 금속이온을 전달하는 단백질을 ‘샤페론’이라고 부르는데, 금속이온이 표적 단백질로 더 정확히 이동할 수 있도록 하는 역할을 맡고 있다.


하지만 과학자들은 아연이 다른 금속들과 달리 샤페론의 역할과 무관할 수 있다고 추정했다. 아연은 비교적 인체에 무해한 금속으로 분류돼 특별히 샤페론에 의존할 필요가 없기 때문이다. 이에 따라 두 연구팀은 샤페론으로 추정되는 단백질을 특정하고, 그 기능을 확인하는 실험을 진행했다.


브룩헤이븐국립연구소 크리스틴 블라비 연구원은 대학원생 시절이던 지난 2000년대 초 ‘CobW’라는 단백질이 아연의 샤페론일 것으로 추정했다. 미국 밴터빌트대 의료센터 공동연구팀도 ‘CobW’를 포함하는 ‘COG0523’ 계열의 단백질을 아연의 샤페론이라고 추정했다. 공교롭게도 두 공동연구팀은 샤페론이 아연 이온을 ‘MetAP1’이라는 단백질에 전달한다고 똑같이 예측했다.


이들 연구팀은 각각 추정하는 단백질을 없앴을 때, 생체와 다른 단백질에 어떤 변화가 나타나는지를 확인했다.


미국 에너지부 연구팀은 샤페론을 만드는 유전자를 변형해 샤페론을 만들지 못하도록 했다. 그랬더니 MetAP1 단백질이 활성화하지 않았다. 아연을 전달할 단백질이 사라지자 아연을 이용하는 단백질이 제 기능을 하지 못한 것이다. 체내 아연을 줄인 실험에서도 MetAP1 단백질이 제 기능을 하지 못했다.


연구팀은 이를 근거로 MetAP1은 아연을 필요로 하는 단백질이고, 샤페론으로 추정한 단백질이 실제 아연을 전달하는 샤페론이라고 결론을 내렸다.


밴더빌트대 공동연구팀 또한 유사한 실험을 통해 같은 결론에 도달했다. 두 공동연구팀은 이 샤페론 단백질 이름을 똑같이 징1이라고 명명했다.


에너지부 공동연구팀 블라비 연구원은 “연구를 통해 토양에 아연이 별로 없을 때 바이오에너지 작물이 성장하기 위해 택하는 전략을 알아내고자 한다”며 “이 전략을 수립하면 바이오에너지 작물의 생산성을 최적화하고, 환경적으로도 지속 가능한 바이오에너지를 만들 수 있을 것”이라고 밝혔다.


반더빌트대 연구팀의 에릭 스카르(반더빌트대 의료센터 교수) 박사는 “이번 발견은 세계에서 가장 중요한 공중보건 문제 중 하나인 아연 결핍을 해결하는 전략을 마련하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.



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