생명/의료

중미 과학자, 세로토닌(Serotonin) 분자 메커니즘 연구에서 획기적인 성과 이룩

발행일 : 2013 / 03 / 25

최근 중국과학원 상하이약물연구소의 쉬화챵(徐華强) 연구팀과 쟝화량(張華良) 연구팀, 미국 Scripps연구소의 Ray Stevens 연구팀, North Carolina대학의 Bryan Roth 연구팀이 세로토닌(Serotonin) 공동연구에서 큰 성과를 이룩하였다. 관련된 연구논문 2편이 2013년 3월 21일자 Science지에 온라인상으로 게재되었다.

세로토닌은 인체 내 중요한 신경전달물질로 중추신경계에서 인지, 학습, 감정, 정서 등의 뇌신경활동을 제어하고, 말초신경계에서 생식, 대사, 혈관수축, 골격발육 등의 생리기능을 제어한다. 따라서 세로토닌을 타깃으로 한 약물개발이 줄곧 활성화되어왔다. 세로토닌에 작용하는 약물은 정신분열증, 편두통, 구토 및 비만증 등의 치료약물로 광범위하게 사용되고 있다.

그러나 세로토닌은 기능이 복잡하고 아형이 많다. 특히 임상에 사용되는 세로토닌 조절제는 특이성과 선택성이 부족하고 부작용이 크다. 세로토닌 리셉터가 막단백질이어서 유연성이 강하기 때문에 단백질의 발현, 순수화 및 결정화(crystallization)의 난이도가 극히 높다. 현재 세로토닌 리셉터 구조에 대한 이해가 부족한 탓으로 약물개발이 큰 저애를 받고 있다.

쉬화챵 연구팀이 G-단백질 결합 수용체(GPCR)의 구조와 기능 관계를 장기간 연구해왔는데, 2012년 초에 세로토닌 리셉터 1B와 2B 아형의 작용제복합물 결정체구조를 규명하는데 성공하였다.

위 연구팀은 또 쟝화량 연구팀과 공동으로 전산생물학의 수단을 이용해 세로토닌 리셉터의 리간드(ligand) 식별메커니즘에 대한 계통적인 연구를 추진해 세로토닌 리셉터-리간드 결합의 분자메커니즘을 규명하였다. 이를 토대로 미국 North Carolina대학의 Bryan Roth 연구팀과 공동으로 점 돌연변이(point mutation) 및 다운스트림(downstream) 신호전달에 대한 분석을 통해 세로토닌 리셉터 아형의 신호전달 특이성을 규명하였다.

상기 성과는 세로토닌 연구 분야의 이정표적인 성과라고 Science지 편집자가 높게 평가하였다.