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시스테인고리 수용체의 구조 및 기능에 관한 최근의 연구 성과

전문가 제언: ○ 신경전달물질에 의하여 개폐되는 이온 통로(ligand-gated ion channel) 중 대표적인 것으로 알려진 니코틴성 아세틸콜린 수용체(nicotinic acetylcholine receptor)는 동물의 근육, 중추신경 및 기타 다양한 조직에 분포하며, 담배 추출물인 니코틴과 강력한 결합을 하는 특징 때문에 ‘니코틴성’이라는 이름이 붙여진 이온 통로 단백질이다.

○ 단백질의 구조분석법이 크게 진전됨에 따라 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 아세틸콜린 결합 부위가 밝혀졌으며, 이와 유사한 단백질인 AChBP와 Torpedo에 존재하는 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 구조가 밝혀졌다. 그 결과 인간의 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 구조 및 기능에 대한 추측이 가능하게 되었다. 그러나 아세틸콜린과 같은 신경전달물질의 결합에 의해 유도되는 수용체 단백질의 구조적 변화가 어떻게 이온 통로의 개폐로 이어지는지에 대한 이해는 미흡한 수준이었다.

○ 미국의 MAYO CLINIC College of Medicine의 한국인 과학자 이원용 씨가 2005년 11월 Nature지에 발표한 연구 결과에 따르면 사람의 근육에 분포하는 니코틴성 아세틸콜린 수용체를 유전자 조작을 통해 이온 통로와 근접한 부분의 구조를 변화시킨 후 그 기능을 관찰한 결과 아세틸콜린 결합 부위에 인접한 아르기닌이 이온 통로 개폐에 중요한 역할을 한다는 사실이 규명되었다. 이는 이온 통로의 개폐가 신경전달물질의 결합 부위와 구조적․기능적인 면에서 어떤 관련을 맺고 있는지에 대한 핵심 실마리를 제공한다 하겠다.

○ 이와 같은 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 작용 기작에 관한 연구는 다른 많은 유사한 이온 통로 또는 수용체의 작용 기작을 설명할 수 있는 발판이 될 것이다. 또한, 니코틴성 아세틸콜린 수용체와 관련된 선천성 근육 무력 증후군, 간질, 정신 분열증, 니코틴 중독, 알츠하이머질환, 다운증후군 등의 질병에 대한 연구 및 치료제 개발에도 지대한 영향을 미칠 것이라고 기대된다.

저자: Sine, SM; Engel, AG
자료유형: 학술정보