과학자들은 에너지가 세포로 어떻게 전달되는지 주요 '운송 항구'를 공개했습니다.

과학자들로 구성된 연구팀은 세포의 주요 에너지원인 ATP가 소포체(ER)로 어떻게 수송되는지 밝혀내 세포 생물학의 오랜 의문에 해답을 제시했습니다. 에너지 수송 장애는 제2형 당뇨병, 암, 신경퇴행성 질환 등의 질병에 영향을 미칠 수 있습니다. Nature 에 발표된 이 연구는 수송체 단백질 SLC35B1이 ATP가 소포체로 유입되는 핵심 관문임을 확인했습니다.

스톡홀름 대학교 생화학과 데이비드 드류 교수가 이끄는 SciLifeLab의 이 연구는 ATP가 수송체 단백질 SLC35B1을 통해 소포체(ER)로 유입되는 과정에 대한 최초의 구조적, 기전적 통찰을 제공합니다. 소포체는 단백질과 지질을 포장하고, 품질을 검사하며, 세포 내 수송을 촉진하는 세포의 주요 "운송 항구"입니다. 이러한 중요한 과정에는 ATP 형태의 에너지가 필요합니다.

"수십 년간의 ER 기능에 대한 연구에도 불구하고, ATP가 어떻게 ER 내부에 도달하는지에 대한 의문은 여전히 ​​남아 있었습니다. SLC35B1이 수송체임을 확인하고 저온전자현미경으로 그 구조를 규명함으로써, 우리는 근본적인 생물학적 의문에 대한 해답을 얻었을 뿐만 아니라 치료적 개입에 대한 새로운 기회를 열었습니다."라고 데이비드 드류는 말합니다.

미래의 약물 개발

이 연구 결과는 인간 건강에 광범위한 영향을 미칩니다. ER 활성 저하는 제2형 당뇨병, 암, 신경퇴행성 질환과 같은 질병과 관련이 있으며, 이러한 질병에서는 ER 스트레스와 단백질 접힘 오류가 핵심적인 역할을 합니다. 현재 상세한 분자 설계도가 공개된 SLC35B1은 향후 신약 개발에 유망한 표적이 될 수 있습니다.

"에너지가 ER로 전달되는 방식을 이해하면 ER 기능 장애로 인해 발생하는 다양한 질병을 해결할 수 있는 강력하고 새로운 방법을 얻을 수 있습니다. SLC35B1 활성을 조절하는 것은 질병 상태에서 ER 균형을 회복하는 새로운 전략이 될 수 있습니다."라고 데이비드 드류는 말합니다.

대형 스크린

SLC35B1은 이전에 소포체(ER)의 ATP 수송체로 제안되었지만(Nature Comms 9:3489), 생화학적 및 구조적 검증이 부족했습니다. 또한, 그 기능에 대해서는 상충되는 다른 보고들도 있었습니다. Giulio Superti-Furga 연구실(CeMM, 오스트리아)과 협력하여 모든 SLC 수송체에 대한 대규모 CRISPR/Cas9 녹아웃 스크리닝을 실시한 결과, SLC35B1이 세포 성장에 가장 필수적인 다섯 가지 수송체 중 하나임을 확인했으며, 이는 제안된 기능과 일치합니다.

단백질 크기 증가

이후 일본 교토 의과대학 노리미치 노무라 교수 연구팀은 인간 SLC35B1에 대한 항체를 개발했습니다. 이 항체는 단백질의 크기를 증가시켜 저온전자현미경(cryo-EM)으로 영상화하는 데 필수적이었습니다. 데이비드 드류 교수 연구팀은 SciLifeLab의 저온전자현미경 플랫폼을 이용하여 SLC35B1의 다양한 형태를 시각화하여 SLC35B1이 어떻게 ATP를 인식하고 소포체 내강으로 수송하는지 밝혀냈습니다.

또한, 구조적 데이터는 ATP 결합 및 수송에 관여하는 중요한 아미노산 잔기를 밝혀내어 치료 표적화에 대한 잠재적인 위치를 시사했습니다.

표적 치료

연구팀은 현재 SLC35B1 기능을 조절하는 소분자를 스크리닝하고 있으며, 필요할 때 ATP 수송을 향상시키거나 억제하는 표적 치료법을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250521124125.htm