한국 개신교신학과 윤리

ㆍ작성자	배광호
ㆍ작성일	2001-10-06 (토) 02:06

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광우병의 주범인 프라이온 단백질(prion protein)에 대하여
제 목 : 광우병 단백질의 변신 능력
정보출처 : http://www.nature.com/nsu

소의 광우병을 일으키는 단백질이 어떻게 종을 뛰어 넘어 사람에게도 CJD (Creutzfeld-Jakob disease)와 같은 질병을 일으킬 수 있을까? 이것은 광우병에 관련된 연구를 하는 연구자들에게는 초미의 관심사이다. 미국 샌프란시스코에 있는 캘리포니아 주립대학의 Jonathan Weissman 박사를 비롯한 연구팀은 효모의 유사 단백질을 대상으로 연구한 결과 그 구조가 종을 뛰어 넘을 수 있을 만큼 충분한 융통성을 가지고 있다는 사실을 발견하여 그 연구결과를 3월 8일자 Nature에 보고하였다.

광우병을 일으키는 원인은 변형된 형태의 프리온(prion) 단백질인 것으로 추측하고 있다. 프리온 단백질은 원래 체내에 존재하는 단백질이지만 변형된 형태의 프리온 단백질은다른 정상적인 프리온 단백질들을 모두 변형된 형태로 바꿔버리는 능력을 가지고 있다. 이렇게 해서 뇌에 변형된 프리온 단백질이 축적되면 뇌세포가 파괴되어 기능을 상실하는 것이다. 프리온을 연구하는 연구자들의 중요한 의문점 가운데 하나는 이 프리온 단백질이 어떻게 종의 장벽을 뛰어 넘을 수 있는지에 대한 것이다. 이 단백질이 서로 다른 두 종에서 질병을 일으킬 수 있도록 그 구조가 변할 수 있는 것일까? 아니면 지금까지 알려지지 않은 다른 단백질이 보조적인 역할을 하고 있는 것일까?

Weissman 박사의 연구팀은 이 의문점을 해결하기 위해 Candida albicans와 Saccharomyces cerevisae라는 두 종류의 효모의 프리온 유사 단백질인 sup35라는 단백질을 사용하였다. 대부분의 포유동물의 프리온 단백질과 마찬가지로 효모의 sup35 역시 한 효모 종의 정상적인 sup35는 다른 효모 종의 sup35에 영향을 주지 못한다. 연구팀은 S. cerevisae의 sup35와 C. albicans의 sup35 일부분으로 구성된 융합 단백질을 이용하여 한 종의 프리온이 다른 종에서 질병을 일으키기 위해 어느 정도의 유사성이 필요한지 관찰하였다.

Weissman 박사의 연구팀은 혹시 이 융합 단백질이 감염을 일으킬 수 있다고 해도 한 종에만 제한될 것으로 추측하였다. 왜냐하면 프리온 단백질에서 정상적인 단백질을 변형시키는데 중요한 역할을 하는 부분은 한 쪽 끝에만 있기 때문이다. 즉 그들이 만든 융합 단백질은 두 종의 프리온의 절반씩을 가지고 있어서 단 한 종의 활성 부위만을 가지고 있다는 것이다. 그러나 놀랍게도 그 융합 단백질은 두 종의 효모에서 모두 sup35 단백질을 변형시킬 수 있는 것으로 나타났다. 이는 한 종류의 프리온 단백질이 한 가지 이상의 구조를 채택함으로써 두 종에서 활성을 나타낼 수 있음을 의미한다. 그리고 이것은 더 나아가서 프리온 단백질은 구조적으로 상당한 융통성을 가지고 있어서 다른 단백질의 도움이 없어도 종의 장벽을 뛰어 넘을 수 있다는 것을 시사해준다.