후천적 유전자 발현 변이에 의한 암을 치료할 신약 개발에 한걸음 다가갔다.

전남대학교 화학과 김정선‧이영철 교수 연구팀은 제2형 히스톤 탈아세틸화 효소의 활성이 제어되면서 후천적인 유전자 발현이 조절되는 분자생물학적 과정을 규명했다고 밝혔다.

히스톤 탈아세틸화 효소는 히스톤의 아세틸화 정도를 조절해 해당 DNA의 발현을 억제한다.

특정 유전자 발현에 관련된 히스톤의 아세틸화 정도가 균형을 잃으면 피부, 폐, 뇌 등 다양한 부위에서 암이 생긴다.

이에 히스톤 탈아세틸화 효소를 저해하여 암을 억제하려는 연구가 활발하다.

그러나 히스톤 탈아세틸화 효소는 생물학적으로 매우 다양한 역할을 하기 때문에 이를 무분별하게 저해하면 심각한 부작용이 뒤따를 수 있다.

효소 저해제 유형에 따라 소화기관, 혈구, 심근, 신경세포 등에 독성을 나타낸 것으로 알려져 있다.

연구팀은 여러 유형의 히스톤 탈아세틸화 효소 중 항암 효과와 연관성이 큰 제2형 히스톤 탈아세틸화 효소의 유전자 발현 조절과정을 규명했다.

이로써 이 효소만 특이적으로 저해하여 부작용을 최소화하고 암세포 사멸, 종양혈관 형성 억제 효과를 높여줄 기반을 마련했다.

연구 결과, 제2형 히스톤 탈아세틸화 효소와 이의 활성을 매개하는 SMRT 단백질과의 복합체 구조가 밝혀졌다.

이들 결합에서 중요 역할을 하는 부분은 SMRT 단백질의 글라이신-세린-아이소루신 아미노산으로 이루어진 부분이다.

해당 부분은 제1형 탈아세틸화 효소와는 결합하지 않고 제2형 탈아세틸화 효소만 결합한다.

김정선 교수는 “이 연구는 히스톤 아세틸화 관련 저해제의 부작용을 줄일 수 있는 특이성 높은 저해제 개발에 활용될 것”이라며, “앞으로 이어질 후속 연구에서 개발되는 저해 물질이 제2형 탈아세틸화 효소 관련 질병 치료제의 신약이 될 것으로 기대된다”고 연구 의의를 설명했다.

이번 연구 성과는 생화학 및 분자생물학분야 국제학술지 ‘핵산 연구(Nucleic Acids Research)’ 10월 13일자에 게재됐다.