우리학과 이관수 교수 연구실에서 단백질 분해를 조절하는 효소 'E3'와 기질 집단 간 네트워크 정보를 집대성, 세포의 기능과 질병을 분석하는 시스템을 개발했다.

 

바이오마커란 유전 또는 후천적으로 발생한 신체 변화를 감지하는 생물표지인자로, 이번 개발로 고부가가치의 새로운 바이오마커 분석 시스템 구축이 가능해졌다.
세포는 단백질을 생산, 폐기, 재활용하는 정교한 시스템을 갖고 있으나 이 과정에서 오류가 생기면 질병으로 이어질 수 있다. 특히 E3라는 효소가 단백질 분해의 80%를 담당하는 것으로 알려져 수 많은 질병이 E3와 관련돼 있을 것으로 추정되고 있다.

E3는 유비퀴틴을 기질에 붙게 하는 마지막 단계의 효소로 세포 내 특정 단백질에 결합해 기질의 특이성을 결정한다. 유비퀴틴은 76개 아미노산으로 이뤄진 작은 단백질로 세 종류의 단백질 효소 E1, E2, E3의 순차적인 작용에 의해 기질에 결합해 단백질 분해를 촉진한다. 이를 유비퀴틴화라고 한다.
그러나 E3 효소와 기질 간의 정보들이 개별 논문과 DB에 흩어져 있어 특성을 종합·체계적으로 분석하기 어려웠다. 이 교수팀은 E3 효소 2천201개와 기질 4천896개, 그 조절관계 1천671개에 대한 정보를 통합해 E3 효소와 조절 네트워크 내에 존재하는 관련 세포의 기능과 질병을 분석하는 E3Net 시스템을 구축하는데 성공했다. 이 네트워크는 지금까지 구축된 조절정보를 모두 합친 것보다 10배 이상 방대한 정보를 담아 분석의 정확도를 높였다는 데 의미가 있다.
E3Net를 이용해 암, 심·뇌혈관질환, 당뇨병 등과 관련된 E3 바이오마커 후보 수십 개를 새롭게 발견하는 등 눈에 띄는 연구성과를 거뒀으며 현재 이를 검증할 후속 연구를 계획하고 있다.
이번 연구결과는 단백질체 연구 분야에서 권위를 지닌 과학전문지 'Molecular and cellar proteomics’에 최근 소개됐다.
특히 이번 연구는 교육과학기술부에서 지원하는 선도연구센터지원사업(NCRC), 신기술융합형성장동력사업 뿐 아니라 우리 학교에서 현재 큰 관심을 가지고 추진하고 있는 “KAIST 미래형 시스템 헬스케어 연구개발사업”에도 포함되어 진행되고 있다.

 

관련 링크: 연합뉴스 (http://www.yonhapnews.co.kr/economy/2012/05/01/0303000000AKR20120501042300017.HTML?template=5567)