심장병의 핵심 단백질

저밀도 지단백질(LDL) -- 일반적으로 나쁜 콜레스테롤로 알려져 있음 -- 은 오랫동안 과학자들의 레이더에 심장병의 주요 원인으로 올라왔습니다. 하지만 이 미세한 문제아들은 복잡한 미로 뒤에 내부 작동 방식을 숨겼습니다. 지금까지는 말입니다.

미주리 대학 연구진은 Nature 에 게재한 새로운 연구에서 신체에서 가장 중요하면서도 복잡한 단백질 중 하나인 ApoB100의 구체적인 모양과 구조를 처음으로 밝혀냈습니다.

연구자들은 이 단백질이 일종의 분자 외골격 역할을 하여 LDL 입자를 감싸서 혈류를 통해 이동할 수 있게 한다는 것을 발견했습니다.

이번 발견은 언젠가 LDL을 표적으로 하는 새로운 약물의 설계로 이어져 고콜레스테롤과 심장병에 대한 더욱 정확한 치료법을 제공하고 스타틴 약물과 같이 널리 처방되는 약물의 부작용을 줄일 수 있는 잠재력을 가질 수 있습니다.

미세한 단백질을 위한 주요 도구

연구원인 Zachary Berndsen과 Keith Cassidy는 생물학적 분자의 3차원 구조를 결정하기 위해 전자를 사용하는 기술인 저온 전자 현미경에 대한 지식 덕분에 미주리 대학에 채용되었습니다.

이러한 전문 지식과 미주리 대학의 상당한 인프라 투자(특히 Roy Blunt NextGen Precision Health 건물의 전자 현미경 코어)가 결합되어 최근의 발견이 가능해졌습니다.

"이러한 극저온 전자 현미경은 우리 대부분에게 익숙한 기존 현미경보다 훨씬 더 높은 해상도로 사물을 볼 수 있게 해줍니다."라고 MU 의대의 조교수인 Berndsen이 말했습니다.

"예를 들어, 세포의 모양만 보는 것이 아니라, 이러한 도구를 사용하면 일반적인 세포보다 수천 배 더 작은 개별 단백질의 모양을 볼 수 있으며, 이것이 우리가 최근 발견한 것입니다. 이 기술이 과학적 발전에 미치는 영향은 놀랍고, 미주리가 우리와 우리의 연구에 투자해 준 것에 감사드립니다."

생화학자인 베른센이 거의 2층 높이의 극저온 전자 현미경을 사용하여 ApoB100의 구조를 발견한 후, 예술 및 과학 대학의 물리학자이자 공동 저자인 캐시디는 인공지능과 미주리 대학의 고성능 슈퍼컴퓨터인 헬벤더를 결합하여 단백질에 대해 훨씬 더 자세한 그림을 그렸습니다. 헬벤더는 연구자들이 엄청난 양의 데이터를 기록적인 속도로 처리할 수 있게 해줍니다.

"우리는 종종 콜레스테롤을 순전히 나쁜 것으로 생각하지만, 일반적으로 그것은 실제로 호르몬을 생성하고 세포막 유동성을 유지하는 등 신체 전반에 걸쳐 여러 가지 중요한 과정에 관여하는 매우 유용하고 유익한 분자입니다." 생물물리학 조교수인 캐시디의 말입니다.

"AlphaFold라는 AI 신경망을 극저온 전자 현미경 이미지와 통합함으로써 ApoB100 구조에 대한 더욱 자세하고 고해상도의 사진을 얻을 수 있었습니다. 이상적으로는, 이는 콜레스테롤이 신체 전반에 가져다주는 모든 이점을 방해하지 않으면서 심장병 관련 위험을 줄이는 더욱 표적화된 치료로 이어질 수 있습니다."

기초과학, 큰 그림의 영향

Berndsen은 이 발견은 연구자들이 지방과 콜레스테롤 대사의 근본적인 측면을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 "나쁜" 콜레스테롤에 대한 더 나은, 더 구체적인 검사 및 치료법 개발로 이어질 수도 있다고 말했습니다.

그는 "콜레스테롤 수치를 검사하는 가장 일반적인 방법은 현재 그다지 구체적이지 않습니다."라고 말했습니다.

"앞으로 우리가 혈액 속에 이 ApoB100이 얼마나 많이 있는지 테스트할 수 있다면, 그것은 심장병 위험을 나타내는 더 정확한 지표가 될 것입니다."

번슨과 캐시디는 둘 다 전 세계적으로 주요 사망 원인인 심장병 가족력이 있어, 그들의 연구는 개인적인 성격을 띠고 있습니다.

"우리는 현재 하고 있는 기초 과학과 앞으로 응용되는 건강 혜택 사이의 격차를 메우려고 노력하고 있습니다." Berndsen이 말했습니다. "우리의 작업은 일반 대중의 건강에 도움이 될 수 있으므로 우리가 하는 일을 하는 것은 매우 보람 있는 일입니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250203141808.htm