김준곤·최정모 교수 연구팀, '점 돌연변이' 설계
"알츠하이머병 치료에 아미노산 서열 돌연변이 활용"

(그림1) 아밀로이드 베타(1-42)의 점 변이체를 이용한 야생형 아밀로이드 베타의 응집 현상 억제. 아밀로이드 베타(1-42)의 점 변이체(밝은 파란색)를 이용한 야생형 아밀로이드 베타(빨간색)의 응집 현상 억제를 묘사한 그림이다. 왼쪽 위에 응집 현상 억제를 위한 핵심 변이 위치가 노란색으로 표현되어 있다. 고려대 김준곤 교수 제공

국내 연구진이 점 돌연변이를 활용해 알츠하이머병을 유발하는 아밀로이드 베타의 독성을 완화하는 데 성공했다.

이에따라 단백질의 전체 아미노산 서열 가운데 한 개가 바뀐 '점 돌연변이'를 활용해 알츠하이머병을 치료하는 길이 열릴 전망이다.

한국연구재단은 김준곤 고려대 교수·최정모 부산대 교수 연구팀이 알츠하이머병을 유발하는 '아밀로이드 베타'의 초기 상호작용을 방해해 독성을 완화하는 '점 돌연변이'를 설계했다고 13일 밝혔다.

가장 흔하게 발생하는 치매 유형인 알츠하이머병은 아직 정확한 원인 물질이 규명되지 않았지만, 아밀로이드 베타로 구성된 병원성 아밀로이드 섬유 응집체의 연쇄 작용으로 발병한다는 '아밀로이드 가설'이 가장 유력하게 제기되고 있다.

(왼쪽부터) 고려대 김준곤 교수(교신저자), 부산대 최정모 교수(교신저자), 고려대 임동준(제1저자). 한국연구재단 제공

(그림2) 구조 기반으로 설계된 변이체를 이용한 아밀로이드 베타(1-42)의 응집 병원성 응집체 형성 억제 및 세포 독성 완화. 아밀로이드 베타(1-42)의 병원성 섬유 구조와 구조 동역학 특성을 바탕으로 병원성 응집체 형성을 억제할 수 있는 변이체를 설계하고, 실제로 아밀로이드 베타(1-42)의 병원성 응집체 형성이 억제되었으며, 세포 독성이 완화됨을 확인했다. 고려대 김준곤 교수 제공

연구팀은 아밀로이드 베타가 응집하는 과정에서 다양한 형태로 존재하는 점을 고려해 병원성 응집체 형성을 억제하기 위한 변이체를 설계했다.

설계된 변이체는 응집체 형성을 억제하고, 아밀로이드 베타의 독성을 완화한다는 사실을 세포 대상 실험에서도 확인했다.

연구팀 관계자는 "알츠하이머병과 함께 치매의 주요 형태 중 하나인 파킨슨병 등과 연관된 단백질의 응집을 방해하는데도 이 방법을 활용할 수 있을 것"이라며 "다만 실제 임상에 활용하기 위해서는 더욱 고차원 실험 모델에서의 안정성 검증이 필요하다"고 말했다.

이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지인 미국 화학회지에 지난달 24일 게재됐다.

송현수 기자 songh@busan.com