대장암에 연료를 공급하는 단백질을 차단하는 신약 개발로 이어질 수 있는 발견

[아름이]

대장암에 연료를 공급하는 단백질을 차단하는 신약 개발로 이어질 수 있는 발견
날짜:
2022년 11월 23일
원천:
암연구소
요약:
과학자들은 광범위한 세포 과정에 관여하는 주요 단백질의 내부 작용을 밝혀내어 잠재적으로 더 우수하고 덜 독성인 항암제 개발의 길을 열었습니다. 노벨상을 수상한 현미경 기술을 사용하여 연구자들은 어떻게 탄키라제 단백질이 3D 사슬과 같은 구조로 자가 조립하여 스위치를 켜고 끄는지를 밝혔습니다.

과학자들은 광범위한 세포 과정에 관여하는 주요 단백질의 내부 작용을 밝혀내어 잠재적으로 더 우수하고 덜 독성인 항암제 개발의 길을 열었습니다.

노벨상을 수상한 현미경 기술을 사용하여 연구자들은 어떻게 탄키라제 단백질이 3D 사슬과 같은 구조로 자가 조립하여 스위치를 켜고 끄는지를 밝혔습니다.

Nature 저널에 발표된 그들의 연구 는 파악하기 어렵지만 장암을 유발하는 데 특히 중요한 역할을 하는 중요한 탄키라제 단백질에 대한 중요한 구조적 통찰력을 보여줍니다.

런던 암 연구소(The Institute of Cancer Research)의 과학자들은 그들의 연구가 부작용을 줄이면서 현재 가능한 것보다 더 정확하게 탄키라제를 제어할 수 있는 새로운 유형의 암 치료법의 문을 열 것이라고 믿습니다.

근본적인 발견은 당뇨병, 염증, 심장 및 신경 퇴행성 질환뿐만 아니라 다양한 암 치료에 영향을 미칠 수 있습니다.

이 연구는 주로 Cancer Research UK, Wellcome 및 The Institute of Cancer Research(ICR)에서 자금을 지원받았습니다.

Tankyrase는 'Wnt 신호'를 지원하는 중요한 단백질입니다. 이 신호는 줄기 세포를 유지하고 세포 분열 및 발달과 같은 과정을 수행하는 데 필수적인 신호이지만 통제되지 않을 경우 장암에 연료를 공급할 수 있습니다. Tankyrase는 또한 염색체 말단인 텔로미어의 유지와 같은 암에 중요한 다른 세포 기능을 제어합니다.

동일한 'PARP 계열'의 PARP1 단백질과 달리, 탄키라아제는 제대로 이해되지 않은 상태로 남아 있습니다. PARP1을 차단하는 약물이 이미 임상에 적용되었지만 과학자들은 여전히 ​​탄키라아제가 어떻게 작동하는지, 원하지 않는 부작용 없이 차단하는 방법을 완전히 이해하지 못하고 있습니다.

이 연구에서 과학자들은 처음으로 PARP1과 탱키라아제의 활성화 메커니즘 사이에 유사점을 그렸습니다. 그들은 PARP1과 유사하게 tankyrase가 특정 부위에 모집되고 '자기 조립', 클러스터링 및 3D 구조를 변경하여 스스로 활성화하고 기능을 수행함으로써 작동한다고 제안합니다.

지난 10년 동안 과학자들은 장암을 치료하기 위해 탄키라제를 차단하는 약물을 개발했지만 Wnt 신호가 광범위한 과정에 관여하기 때문에 약물이 임상 시험에 도달하기에는 너무 많은 부작용을 초래했습니다.

탄키라제 억제제의 작용 방식과 독성이 덜한 치료법을 개발하는 방법을 이해하기 위해 ICR의 과학자들은 최첨단 저온 전자 현미경을 사용하여 새로운 구조 정보를 발견하기 시작했습니다. 이 매우 강력한 유형의 현미경은 샘플을 -180°C에서 동결하여 단백질 모양의 세부 사항을 이미지화할 수 있습니다.

이 접근 방식을 통해 어떻게 탄키라제가 섬유(사슬과 같은 구조)로 '자체 조립'되는지, 그리고 왜 탄키라제가 활성화되기 위해 섬유 형성이 필요한지 시각화하고 포착할 수 있었습니다.

연구원들은 tankyrase가 다른 구조로 조립 및 분해되도록 하는 '도메인'(서로 다른 기능과 관련된 단백질의 특정 영역)이 미래의 항암제에 대한 흥미로운 표적이라고 믿고 있습니다. 그들은 또한 약물이 결합하는 구조적 도메인에 따라 모든 탄키라제 억제제가 동일한 방식으로 Wnt 신호에 영향을 미치지는 않을 것이라고 믿습니다.

희망은 연구원들이 구조적으로 다른 탄키라제 억제제를 설계할 수 있다는 것입니다. 이는 장암 및 탄키라제가 연결된 다른 질병을 치료하는 데 시급히 필요한 더 안전하고 효과적인 것입니다.

런던 암 연구소(The Institute of Cancer Research)의 구조 생물학 분과 부소장이자 연구 책임자인 Sebastian Guettler 교수는 다음과 같이 말했습니다.

"우리의 연구는 장암 및 기타 질병에서 중요한 역할을 하지만 지금까지 우리의 이해를 피한 탄키라제라고 하는 특정 단백질 분자에 대한 중요한 새로운 정보를 제공했습니다. 우리는 따라잡기 위해 노력하고 있습니다. tankyrase가 생성되고 있지만 이를 치료제로 사용하기 위한 기본적인 이해가 부족합니다.

"우리는 어떻게 탄키라아제가 켜지고 '게으른' 효소에서 활성 효소로 전환될 수 있는지 보여주었습니다. 이 과정을 제어하기 위해 더 우수하고 덜 독성인 약물을 만들 수 있다면 효과적인 장암 치료를 위한 길을 열 수 있습니다. 

출처 : https://www.sciencedaily.com/