단백질 미스폴딩 질병에 대한 새로운 접근법: 막 단백질의 품질 관리

[아름이]

단백질 미스폴딩 질병에 대한 새로운 접근법: 막 단백질의 품질 관리
날짜:
2022년 12월 1일
원천:
쾰른대학교
요약:
연구원들은 잘 알려진 효소의 새로운 기능을 확인했습니다. 신호 펩티다제 복합체는 막 단백질의 품질 관리를 담당합니다. 세포 생물학의 핵심 효소에 대한 이 새로운 기능의 발견은 알츠하이머병 및 기타 단백질 잘못 접힘 질병에 대한 새로운 치료법으로 이어질 수 있습니다.

쾰른, 하이델베르크, 뮌헨의 학제간 과학자 팀은 잘 알려진 효소의 새로운 기능을 발견했습니다. 소포체의 신호 펩티다제 복합체는 결함이 있는 막 단백질을 절단하여 분해를 시작합니다. 우리 세포에서 소포체는 세포에서 분비되는 단백질을 생산하고 조절하는 역할을 합니다. 신호 펩티다제 복합체는 이러한 폴리펩티드 사슬을 절단하여 단백질이 처음에 소포체에 도달하도록 하는 신호 펩티드를 제거하여 성숙한 단백질이 특정 기능을 수행할 수 있도록 합니다.

뮌헨 공과대학(TUM)의 세포 단백질 생화학 교수인 Matthias Feige와 쾰른 대학의 생화학 교수인 Marius Lemberg가 이끄는 연구팀은 신호 펩티다제 복합체가 지금까지 알려지지 않은 기능을 가지고 있음을 발견했습니다. 세포 생물학의 또 다른 주요 과정은 막 단백질의 품질 관리입니다. 그들의 연구 결과는 이제 'The Human Signal Peptidase Complex Acts as a Quality Control Enzyme for Membrane Proteins'라는 제목 으로 Science 에 발표되었습니다.

각 세포는 세포 내부를 보호하는 지질 이중층으로 둘러싸여 있지만 세포 기능의 과잉을 가능하게 하기 위해 이 절연층을 가로지르는 분자 및 신호의 조절된 수송을 요구합니다. 막 단백질은 이 지질 이중층에 통합되어 이러한 기능을 수행합니다. 그들은 세포 생존에 필수적이며 가장 중요한 약물 표적 역할을 합니다. 제대로 기능하려면 막 단백질이 원자 수준에서 잘 정의된 3차원 구조를 채택해야 합니다. 이 과정이 실패하면 단백질 결함이 생겨 암, 대사 및 신경퇴행성 장애를 포함한 수많은 질병을 유발할 수 있습니다.

연구팀은 우리 세포가 결함이 있는 단백질이 세포를 손상시켜 질병을 일으키는 것을 어떻게 피하는지 더 잘 이해하기 위해 신경계의 여러 질병 관련 막 단백질을 조사했습니다. 연구 과정에서 그들은 다른 단백질을 절단하는 효소인 프로테아제가 결함이 있는 돌연변이 단백질의 분해를 시작한다는 것을 관찰했습니다. 이러한 분해는 세포 기능을 유지하는 데 필수적입니다. 그러나 그들은 관련된 프로테아제를 확인할 수 없었습니다. Feige는 '모든 알려진 후보와 일반적으로 사용되는 억제제는 근본적인 분자 메커니즘을 찾는 데 도움이 되지 않았습니다.

연구진이 신호 펩티다제 복합체의 잠재적인 절단 부위를 확인한 후에 돌파구가 마련되었습니다. '확립된 교과서에 따르면 신호 펩티다제 복합체는 분비 단백질의 성숙 동안 신호 펩티드를 절단하며 지금까지는 이것이 유일한 기능인 것으로 믿어졌습니다.'라고 Lemberg는 덧붙였습니다. 그러나 연구원들은 신호 펩티다아제 복합체가 그들이 찾고 있던 프로테아제임을 확인했고, 이것이 막 단백질 품질 관리에 필수적인 역할을 한다는 것을 밝혔습니다.

그 후, 학제간 연구팀은 절단되는 몇 가지 추가 단백질과 이 예기치 않은 기능이 신호 펩티다아제 소단위 SPCS1에 의해 어떻게 조절될 수 있는지 확인했습니다. '이 요소는 단백질 성숙에서 초기에 설명된 역할에 필수적이지 않기 때문에 우리는 이전에 인식되지 않은 기능을 다루고 있음을 깨달았습니다.'라고 Feige는 설명했습니다.

흥미롭게도 SPCS1은 알츠하이머병 환자의 모든 뇌 영역에서 하향 조절되는 유일한 3가지 유전자 중 하나이며, 이는 우리의 발견이 인간 생물학 및 연령 관련 장애를 이해하는 데 중요한 의미를 가질 수 있음을 시사한다고 Lemberg는 덧붙였습니다. 알츠하이머병에서는 결함이 있는 단백질이 축적되어 신경 기능을 손상시키는 것으로 생각됩니다. Feige는 다음과 같이 결론을 내렸습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/