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리소좀 안의 아르지닌 감지를 제어하는 기술 개발TM4SF5의 아르지닌 감지 및 저해제에 의한 아르지닌 감지 제어 과정

[아시아경제 김철현 기자] 국내 연구진에 의해 간암 세포를 굶겨 죽이는 방법이 제시됐다. 간암 세포 생존을 위해 필수적인 아미노산의 이동을 차단하는 기술이다. 이번 연구 성과는 세포 대사 분야의 국제학술지 '셀 메타볼리즘'에 5일 게재됐다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 이정원 서울대 교수, 최선 이화여대 교수 연구팀이 간암 세포 증식과 생존에 절대적으로 필요한 아미노산의 하나인 '아르지닌'을 감지하고 이동 능력을 차단하는 기술을 개발했다고 이날 밝혔다. 간암 세포는 아르지닌을 스스로 생성하지 못해 외부에서 섭취해야 한다. 이에 아르지닌 분해 효소를 처리해 간암 세포가 아르지닌을 이용할 수 없게 하는 치료 시도가 있었지만 내성이 동반되는 한계에 부딪혔다.

연구팀은 아르지닌을 분해하기보다 단백질 합성에 활용되지 않도록 세포질로 이동하는 것을 제한하기로 했다. 생리적 농도 수준의 아르지닌을 감지하고 이동시키는 요인이 'TM4SF5'라는 막단백질인 만큼 그 저해제를 이용했다.

간암 세포가 자식작용을 통해 생체물질을 분해하고 나면 세포소기관인 '리소좀' 안에 아르지닌이 생긴다. 리소좀 안의 아르지닌 농도가 높을 때 'TM4SF5'가 이를 감지해 세포막에서 리소좀막으로 이동한다. 그리고 리소좀 안 아르지닌과 결합해 아르지닌 운송자에게 전달해 세포질로 이동하도록 한다. 이때 'TM4SF5'와 함께 리소좀막으로 이동한 신호전달인자와 단백질 합성에 중요한 하위인자의 활성화가 일어나고 세포질로 이동된 아르지닌은 간암 세포의 생존과 증식에 활용된다.

연구팀은 그동안 개발해 온 'TM4SF5' 억제 화합물을 이용하면 'TM4SF5'와 아르지닌의 결합을 억제하고 단백질 합성 신호전달에서 중요한 기여를 하지 못하게 저해할 수 있다고 설명했다. 연구팀에서 'TM4SF5'라는 막단백질에 대해 17년 이상 연구해온 것이 이번 성과의 바탕이 됐다. 특히 세포 내 아미노산의 센서에 관한 연구는 그동안 미국 매사추세츠공대(MIT)의 사바티니 박사 연구팀이 독주해왔지만 이번 연구는 한발 앞서는 것으로 평가받고 있다.

이정원 교수는 "그동안 정확하게 밝혀지지 못했던, 리소좀 내부의 아르지닌 감지 센서를 생리적 수준에서 확인했다"며 "아르지닌의 이동성을 제어함으로써 궁극적으로 간암 세포를 굶겨 죽이는 기전과 단서를 밝혔다"라고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr

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