▲ 그림. VLK의 단백질 티로신 인산화 기능 : VLK 단백질은 합성되면서 신호펩티드(signal peptide, SP)에 의해 조면소포체(녹색)로 이동한 후 신호펩티드가 잘리면서 조면소포체 내부로 합성된다. VLK 단백질은 조면소포체와 골지체(노란색)에서 세포 바깥으로 분비되며 세포외기질(extracellular matrix), 세포외 단백질, 조면소면체와 골지체 단백질의 티로신 인산화를 조절한다.

[충청포스트] 이화여대 생명과학전공 여창열 교수 연구진과 미국 하버드치과대학 말콤 휘트먼(Malcolm Whitman) 교수 연구진으로 구성된 국제공동연구팀이 세포 밖으로 분비돼 세포를 둘러싼 그물구조(세포외기질)를 조절하는 단백질 티로신 인산화효소를 세계 최초로 찾아냈다.

그물구조가 과하게 축적되는 섬유증이나 그물구조의 분해가 필수적인 암전이과정을 이해하는 전기가 될 것으로 기대된다.
 
세포외기질은: 단백질과 탄수화물로 만들어진 세포 바깥쪽에 있는 그물 형태의 복잡한 구조로 동물 몸속 대부분의 세포는 세포외기질에 결합하고 있거나 둘러싸여 있다
 
단백질 티로신 인산화효소는 단백질에 포함된 아미노산 티로신에 인산을 붙여주는 효소로 단백질간 결합이나 활성을 조절하여 다양한 세포활동에 관여한다
 
섬유증은 몸속의 기관, 조직에 세포외기질이 과다 축적된 것. 흉터의 원인이자 장기에 생기는 섬유증은 폐, 간, 심장, 동맥, 피부, 관절 등에 심각한 손상을 일으킨다

이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업과 선도연구센터지원사업과 농촌진흥청이 추진하는 차세대바이오그린21사업 지원을 받았으며 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 셀(Cell) 최신호(8월 29일자)에 주목받는 논문(Featured Article)으로 게재되었다.
    
(논문제목 : A secreted tyrosine kinase acts in the extracellular environment)

그동안 세포외기질이나 세포 밖에서 인산화된 티로신을 가진 단백질이 많이 발견되지만, 이들 단백질을 인산화시키는 효소의 정체는 알려지지 않았다.
 
특히 세포의 생존, 기능, 분화를 위해 끊임없이 변화하는 그물구조(세포외기질)를 제대로 이해하려면 세포 바깥에서 작용하는 단백질 티로신 인산화효소를 찾아내는 것이 급선무였다.

연구진은 생쥐의 뼈나 폐 발달에 필요한 것으로 알려진 단백질(VLK)이 세포 밖으로 분비되며, 나아가 세포외기질과 세포외기질 분해효소를 인산화시키는 것을 알아냈다.
  
이번 연구결과가 향후 VLK의 생체내 기능 규명과 기능조절 물질 발굴로 이어질 경우 세포외기질 과다 축적 또는 분해에 의한 질병연구에 기여할 것으로 기대된다.
 
VLK(Vertebrate Lonesome Kinase)는 생쥐와 흰줄까만송사리를 이용한 연구에서 배아 발달에 중요하며, 특히 뼈와 폐의 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다 
 
실제 사람과 생쥐의 혈소판에 자극을 주면 혈소판 내부에 저장된 VLK가 세포 밖으로 분비되면서 함께 방출된 여러 단백질의 티로신을 인산화시키는 것으로 나타났다.
  
서열 분석 프로그램을 통해 VLK 말단에 세포 밖 분비를 지시하는 서열이 존재하는 것에 착안해 실제 VLK의 분비를 확인한 것이다.

여창열 교수는 “이번 연구가 티로신 인산화에 의한 세포외기질과 세포외 단백질 기능 조절이라는 미개척 연구 분야의 실마리를 제공하고, 앞으로 세포외기질 형성 또는 기능 이상에 의해 생기는 질병의 치료제 개발을 위한 계기가 될 것”이라고 밝혔다.

그림. VLK의 단백질 티로신 인산화 기능

VLK 단백질은 합성되면서 신호펩티드(signal peptide, SP)에 의해 조면소포체(녹색)로 이동한 후 신호펩티드가 잘리면서 조면소포체 내부로 합성된다. VLK 단백질은 조면소포체와 골지체(노란색)에서 세포 바깥으로 분비되며 세포외기질(extracellular matrix), 세포외 단백질, 조면소면체와 골지체 단백질의 티로신 인산화를 조절한다.