손상된 DNA 복구하는 원리를 밝혀냈다

GIST 이광록 교수팀, DNA 핵심 효소 작동원리 규명
암치료, 노화억제, 유전병 등의 신약개발에 활용 전망

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 이광록 교수팀이 몸 속 손상된 DNA가 복구될때 핵심 효소의 작동원리를 밝혀냈다. 이광록 교수는 10일 "향후 이 원리를 이용해 암 치료나 노화억제, 유전병 등의 신약개발에 활용될 것"이라고 말했다.

우리 몸에 있는 DNA는 여러 이유로 손상을 입는다.

하지만 우리 몸은 DNA 복구 시스템이 작동해 DNA 상태를 원래 상태로 되돌린다. DNA가 제대로 복구 되지않고 손상이 많아지면 노화와 암, 유전병을 일으킨다. 하지만 DNA 복구와 관련된 핵심 효소의 작동원리는 아직까지 잘 알려지지 않았다.

이광록 교수팀은 이번 연구를 통해 DNA 복구과정에서 핵심기능을 하는 아푸린(AP) 핵산분해효소의 두 가지의 활성 즉, 내부절단 핵산분해활성과 외부절단 핵산분해활성을 결정하는 작동원리를 단일 아미노산 잔여물 수준에서 밝혀냈다.

AP 핵산분해효소는 암 치료에 있어서 가장 주목받고 있는 효소 중 하나다. 많은 암 환자에서 이 효소의 돌연변이가 발견됐고, 암 초기에 이 효소가 많이 나타나고 있어 조기에 암을 발견할 수 있는 지표로 사용되고 있다.

연구진은 AP 핵산 분해효소를 가지고 부위 특이적 변이유도 방법과 단일분자 형광 FRET 관찰기술을 이용했다.

그결과 DNA 속 AP 핵산분해효소의 213번째 트립토판과 213번째 페닐알라닌이 AP 자리와 π-상호 작용을 통해 AP 내부핵산분해 활성을 갖는 것을 알아냈다.

또한 213번째 페닐알라닌은 AP 내부핵산분해 활성에 참여할 뿐만 아니라 분해된 DNA 말단을 안정화시켜 외부핵산분해 활성 촉매가 일어날 수 있는 구조를 유지했다.

연구진은 "외부핵산분해 활성을 나타내기 위해서는 효소의 90번째 아르기닌, 109번째 티로신, 121번째 리신과 153번째 아스파라긴 잔기들이 DNA의 인산기와 상호작용해 DNA 나선구조를 안정화시켜야 한다"고 설명했다.

이번 연구는 생화학&분자생물학분야의 세계적 학술지 '핵산 연구(Nucleic Acids Research)'에 지난 7일 발표됐다.

[e-mail] 김만기 기자