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고려대 연구팀, 항산화 단백질의 새로운 조절인자 발견
최병찬 기자  |  cbc070@hanmail.net
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승인 2011.10.24  15:26:46
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고려대학교 신정섭 교수(생명과학부) 연구팀이 애기장대 연구를 통해 CBSX1 (CBS domain-containing protein 1) 유전자가 항산화단백질의 effector(이펙터; 조절인자)로 작용하며, 이를 통해 식물체 내의 산화환원 균형(redox balance) 유지 및 발달 과정에 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다.

인간을 포함한 생물은 신진대사를 하는 과정에서 흡인된 산소의 일부를 활성산소 (Reactive Oxygen Species; ROS)로 변환시킨다. 이러한 활성산소는 이온의 상태가 매우 불안정하여 주위의 물질과 반응성이 아주 강하며, 세포내 단백질이나 지질분자는 물론이고 유전정보를 함유한 DNA에 산화적 손상을 입히는 것으로 알려져 있다. 이렇듯 산화적 스트레스가 노화를 비롯하여 각종 질환을 일으킨다는 것이 밝혀짐으로써 항산화성 생체 기능 물질이 노화억제 및 질환의 치료제로서의 활용될 가능성이 크게 부각되고 있으며, 새로운 항산화성 생체기능 물질 개발이 요구되고 있는 실정이다.

CBS domain-containing protein (CDCPs)은 모든 생물 종에 존재하며, 진화적으로도 잘 보존되어 있음에도 불구하고, 아직까지 CBS 도메인 자체의 순수 기능에 대해 보고된 바 없다. 본 논문은 식물에 존재하는 CBSX1이 항산화단백질인 티오레독신(thioredoxin)들의 조절인자로 작용하며, 이를 통해 식물체내의 활성산소 제거 및 발달과정 조절에 중요한 역할을 한다는 것을 처음으로 밝혀냈다. single CBS 도메인을 포함하는 단백질에 대한 최초의 기능 분석이며 항산화단백질의 새로운 조절인자의 발견이라는 점에서 그 우수성이 인정된다.

본 연구팀은 CBSX1이 엽록체 내에 존재하는 4가지 타입의 모든 항산화단백질 티오레독신들의 활성을 증가시킨다는 것을 밝혀냈다. 또한 CBSX1 유전자를 과다발현시키면 식물체 내의 활성산소의 축적이 감소하고, 식물의 생육이 좋아짐과 동시에 노화가 지연되는 것을 확인했다. 이 같은 연구 결과는 지구 온난화와 같은 열악한 환경 속에서도 잘 자라는 스트레스 저항성 농작물 개발에 직접적인 응용이 가능하기 때문에, 학술적 성과뿐만 아니라 경제적 측면에서도 활용가치가 기대된다.

신 교수팀의 연구결과는 미국 식물학회 공식저널로 식물 분야에서 가장 권위 있는 과학저널 PLANT CELL 온라인판 10월 21일자(한국시간 22일)에 게재되었으며 우수논문으로 선정됐다. 신 교수팀에서는 올해 1월에 이어 PLANT CELL에 올한해 두 번째로 논문을 게재했다.
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