과학기술정보통신부와 한국연구재단(NRF)은 성균관대학교 약학대학 정가영 교수팀 등 국내외 연구진이 주요 의약품과 우리 몸 속 수용체가 작용해 신호전달에 관여하는 과정을 규명했다고 10일 밝혔다.
 
2012년 노벨화학상을 받은 ‘G단백질수용체(G-protein coupled receptor, GPCR)’라 불리는 세포막 수용체군은 세포가 외부환경의 신호를 전달받는데 청지기 역할을 하여 시각, 후각, 심혈관, 뇌, 면역, 대사 기능 등 우리 몸의 다양한 기능을 조절한다.

   이 ‘G단백질수용체’의 기능 이상은 심장질환, 고혈압, 우울증, 정신병, 폐질환, 알레르기, 암, 당뇨 등 각종 질병과 관련이 있다고 알려지고 있으며, 현재 사용 중인 약의 약 40%가 G단백질수용체에 작용한다.
 
그러나 이 수용체가 G단백질과 결합했을 때의 구조를 이용해 약물의 효과를 높이려는 시도가 많지만 아직 실질적 결실은 없었다.
 
이번 연구팀은 G단백질수용체가 외부 신호와 결합해 세포 내 반응을 유도하기까지의 순차적인 구조 변화를 규명하고 약물 개발에 활용될 수 있는 G단백질수용체의 구조도 제시했다.
 
연구과정을 보면 G단백질수용체와 G단백질의 결합과정에서 일어나는 구조 변화의 과정을 관찰했다.
 
이 연구결과에 의하면 G단백질수용체(초록색)가 G단백질(주황, 회색, 보라색 복합체)과 결합하여 활성화되도록 유도하는 순차적 변화를 확인했다.
 
특히 2012년 노벨화학상이 수여된 G단백질수용체의 구조는 G단백질과의 결합 후 형태로 효과적 신약개발을 위한 실제 세포 내 G단백질 결합과정을 규명하기에 적절한 모델이 아닐 수도 있음을 제시했다.

정가영 교수는 “2012년 노벨화학상 이후 지속적으로 연구되어 온 G단백질수용체에 의한 G단백질 활성 원리의 패러다임을 바꾸는 이론을 제시했다”라며, “향후 G단백질수용체에 작용하는 의약품 개발의 새로운 전략이 될 것”이라고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구지원사업의 지원으로 수행됐고, 세계 최고 수준의 국제학술지 ‘셀(Cell)’에 5월 10일(한국시간)에 게재됐다.