생명/의료

칭화대학, 포도당수송단백질 GLUT1의 3차원 결정구조 세계 최초로 규명

발행일 : 2014 / 06 / 16

칭화대학 옌닝(顔寧)(여) 교수 연구팀이 지난 5년 동안의 노력을 거쳐 인간 포도당수송단백질 GLUT1의 3차원 결정구조와 그 작용메커니즘을 세계 최초로 규명하였다. 관련된 연구논문은 최근 Nature지에 게재되었다.

포도당은 지구상 각종 생물의 가장 중요하고 기본적인 에너지원이다. 포도당은 기능 발휘를 위해 세포 속에 진입해야 하지만, 자체적으로 세포막을 통과할 수 없기 때문에 반드시 수송단백질에 의존해야만 한다.

인체 세포 속에 존재하는 GLUT1은 대뇌, 신경계통, 근육 등 조직의 가장 중요한 포도당수송단백질이다. 이 단백질이 기능을 상실하면 세포의 포도당 흡수가 원활하지 못해 뇌위축(cerebral atrophy), 지력저하, 뇌전증(epilepsy) 등을 유발할 수 있다. 또한 암환자의 경우, 암세포가 대량의 포도당을 소모하면서 증식한다. 따라서 GLUT1 단백질의 구성, 구조와 그 작용 메커니즘에 대한 규명은 암, 당뇨병 등 중대질환의 연구에 중요한 의미가 있다.

옌닝(顔寧) 교수 연구팀은 2009년부터 GLUT1 단백질에 대한 연구를 시작한 후, 연구방향과 실험기술에 대한 부단한 혁신을 통해 그 3차원 결정구조를 규명하는데 성공하였다. 연구결과 GLUT1 단백질은 12개의 TMH(transmembrane helix)로 구성된 두개의 크링글 도메인(kringle domain)을 형성하고, 그 사이의 내강(lumen pore)은 세포내부 방향을 조준해 내부 지향적인 개방구조를 보였다.

이번 연구는 뇌전증, 암과 당뇨병 등 질환의 연구에 중요한 의미가 있는 위대한 성과라고 세계적인 과학자 Brian K. Kobilka 박사(2012년도 노벨화학상 수상자)와 막수송단백질 전문가 Ronald Kaback 박사 등이 높게 평가하였다. 올해 37세인 옌닝(顔寧) 교수는 중국 내 생명공학 분야 우수한 청년과학자로서, 2007년에 미국 Princeton대학에서 귀국한 이래 Nature, Science, Cell 등 국제학술지에 9편의 논문을 게재하였다.