KAIST, 림프관 조절 '숨은 증폭 스위치' 규명

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 체액 조절 및 면역 기능에 핵심적인 림프관의 생성을 제어하는 단백질의 3차원 입체 구조와 신호 증폭 작동 원리를 세계 최초로 규명했다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 김호민 교수가 기초과학연구원(IBS) 이상규 박사와 공동 연구를 통해 림프관 형성 신호를 전달하는 단백질 ‘VEGF-C’와 그 수용체인 ‘VEGFR-3’가 결합한 전체 세포외 영역의 3차원 구조를 초저온전자현미경으로 규명했다고 2일 밝혔다.

연구진은 단순 결합에 그치지 않고, 수용체 복합체들이 모여 형성하는 '시스 클러스터'가 신호 증폭의 핵심 역할을 한다는 사실을 입증했다.

특히 VEGFR-3 수용체의 D5 영역에 위치한 특정 아미노산 서열 구조인 WTP 모티프가 복합체 간 나란한 연결을 유도하는 필수 결합 부위임을 밝혀냈으며 돌연변이 실험과 광유전학 기술을 통해 해당 클러스터 형성이 억제되면 세포 하위 신호전달이 크게 감소함을 확인했다.

이는 기존 학계의 '단량체→이량체' 수용체 활성화 모델을 '이량체→클러스터' 구조로 확장한 최초의 연구 성과다.

연구팀은 해당 구조 정보를 인공지능 기반 단백질 설계 기술과 결합해 후보물질을 제작하는 후속 연구를 추진할 예정이다.

김호민 교수는 "그동안 보이지 않았던 림프관 생성 신호의 숨은 증폭 스위치를 찾아낸 만큼, 림프관 생성 부족이나 과도한 형성으로 발생하는 관련 질환의 새로운 치료 전략을 세우는 데 중요한 기반이 될 것"이라고 설명했다.