세포 신호 전달자 ‘일산화질소’ 조절법 규명

2019.06.25 11:31
조재흥 DGIST 신물질과학전공 교수(앞줄 왼쪽), 서대하 교수(앞줄 오른쪽)와 연구진. DGIST 제공.
조재흥 DGIST 신물질과학전공 교수(앞줄 왼쪽), 서대하 교수(앞줄 오른쪽)와 연구진. DGIST 제공.

국내 연구진이 세포 활성신호를 조절하는 일산화질소를 전달하는 새로운 물질을 합성하고 세포 활성과 관련된 일산화질소를 조절하는 법을 찾아냈다. 향후 세포 조절을 통한 심혈관 질환 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대된다. 

 

대구경북과학기술원(DGIST)은 조재흥·서대하 신물질과학전공 교수 연구팀이 공동연구를 통해 세포 내에서 안정적인 ‘코발트-나이트로실 복합체’를 개발하고 이를 이용해 일산화질소의 세포 내 신호 전달 경로의 변화를 직접 확인하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 

 

일산화질소는 세포의 생화학적 정보가 전달되도록 돕는 조력자 역할을 한다. 혈관 확장이나 면역 시스템 조절, 신경 전달 등 다양한 정보를 전달해 세포 활동을 조절한다. 

 

과학자들은 그동안 일산화질소가 세포로 이동하는 과정에 대한 상세한 사항들을 규명하지 못했다. 세포 내에서 일산화질소 이동을 조절·통제하기가 어려웠기 때문이다. 

 

연구팀은 코발트-나이트로실 복합체를 직접 합성해 일산화질소의 세포 내 작용에 대한 추가 연구를 진행했다. 나이트로실은 1개의 질소 원자와 1개의 산소 원자가 결합한 원자단이다. 이를 코발트와 합성한 복합체에 빛을 쪼여 일산화질소를 원하는 시간에, 원하는 장소로 이동시킬 수 있다. 연구 결과 연구팀은 세포 내외 여러 경로마다 일산화질소가 전달되는 속도에 차이가 있다는 사실을 확인하는 데 성공했다. 

 

연구팀이 확인한 일산화질소 전달 속도 차이는 일부 질환 치료제 개발에 응용될 수 있다. 속도 차이를 활용하면 원하는 화학반응을 원하는 시간에 특정 세포에서 일어나도록 조절할 수 있어 필요한 치료가 가능하기 때문이다. 

 

조재흥 교수는 “일산화질소를 필요한 시간 또는 위치에 효과적으로 공급하는 이른바 ‘프로드러그(Prodrug)’ 개발이 가능할 것으로 기대된다”며 “앞으로 동물의 행동과 생체 관련 연구로 연구범위를 넓혀 혈관 확장과 관련된 심혈관 질환 치료제 등을 개발할 계획”이라고 밝혔다. 연구결과는 화학 분야 국제 학술지 '앙게반테 케미' 6월 13일 온라인자에 게재됐다. 

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