한독 연구진, 망막단백질 복합체 3차원 구조 규명

한국과 독일 공동연구진이 척추동물의 눈 망막에 있는 단백질인 ‘옵신(opsin)’과 신호전달 단백질(Gt-단백질)이 결합한 복합체 단백질의 3차원 구조를 밝혀냈다. 이로써 시각신호전달의 시작인 옵신의 활성화 과정 메커니즘 규명이 가능해졌다.

전북대 화학과 최희욱 교수와 독일 훔볼트의대 올리버 에른스트 교수팀은 X-선을 이용해 옵신과 Gt-단백질이 결합한 결합체 단백질의 3차원 구조를 규명했다고 24일 밝혔다.

옵신은 망막에 있는 횡단막 단백질의 하나로 외부에서 오는 빛을 감지할 수 있는 유기분자인 발색단과 결합하면 ‘로돕신(rhodopsin)’이라는 빛 수용체로 전환된다. 이 로돕신은 시각신호 전달을 시작하는 역할을 한다.

옵신에서 로돕신으로 전환되는 과정에 문제가 생기면 오구치병과 슈타가르트병처럼 실명으로 이어질 수 있는 심각한 망막질환에 걸리게 된다.

연구팀은 이 연구에서 로돕신에 빛을 쪼여 활성화시킨 시료와 옵신에 Gt-단백질 일부를 결합시킨 복합체의 구조를 분석했다. 이 결과를 토대로 로돕신 또는 옵신과 신호전달 단백질인 Gt-단백질 전체가 결합한 복합체 모델을 제시했다.

후속 연구를 통해 이 모델의 타당성이 입증되면 척추동물의 빛 신호전달 체계 중 시작단계 메커니즘이 규명될 것이라고 연구팀은 설명했다.

최 교수는 “이 연구에서 규명된 옵신의 입체구조로부터 얻어지는 정보는 옵신에서 로돕신으로의 재생에 이상이 생겨 시각을 잃는 오구치병과 슈트가르트병의 원인 규명과 치료법 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 25일자 네이처 인터넷판에 게재됐다.

/[e-mail] 이재원기자