KAIST, nsp13 활성과 샤페론 활성이 RNA 복제
ADP 통해 페론 기능 활성화...백신, 치료제 기여
ADP 통해 페론 기능 활성화...백신, 치료제 기여
KAIST는 이광록 생명과학과 교수 연구팀이 사스코로나바이러스의 효소 단백질인 'nsp 13 단백질'이 두 가지 활성을 동시에 지녀 사스코로나바이러스의 유전물질인 RNA 복제를 촉진하는 기전을 규명했다고 17일 밝혔다.
2000년대 초반 사스(SARA)부터 메르스(MERS), 신종 코로나바이러스 감염병(코로나19)에 이르기까지 코로나바이러스가 인류의 공중 보건에 치명적 영향을 주고 있다. 이런 심각성에도 불구하고 코로나바이러스 감염에 대응할 필수적인 단백질의 작동 기전에 대한 연구는 부족한 실정이었다.
코로나바이러스가 빠르게 전파하기 위해선 바이러스의 유전물질을 신속하게 복제하고, 구성 성분인 단백질을 생산해 이들을 조합하는 것이 필수적이다. nsp13 단백질은 사스 코로나바이러스의 핵심 효소 단백질(헬리케이스)로, 바이러스 증식에 필수적인 유전자 복제와 전사 과정에 중요한 효소로 역할을 한다. DNA나 RNA의 꼬인 구조를 풀어 유전정보를 읽거나 복제할 때 유전물질을 풀어주는 효소 단백질의 일종이다.
연구팀은 nsp13이 기존의 헬스케이스 활성뿐 아니라 그동안 알려지지 않은 샤페론을 활성해 유전자 복제과정을 빠르게 촉진한다는 것을 규명했다. 샤페론은 핵산 구조가 올바르게 접히고 풀리는 것을 돕는 단백질로, 잘못된 RNA를 교정하거나 안정성을 높여 세포 내 RNA 대사과정을 지원한다.
연구팀은 nsp13 헬리케이스가 ATP(아데노신 삼인산)를 분해한 뒤 나온 화학에너지를 이용해 유전물질인 RNA의 꼬인 구조를 단일 가닥으로 풀어주고, 부산물로 인산 2개를 가지는 ADP(아데노신 이인산)을 만든다. 이 때 생성된 ADP가 nsp13과 재결합해 샤페론 기능을 활성화시켜 RNA 이차구조를 추가로 불안정하게 만드는 사실을 확인했다. 결과적으로 헬리케이스 활성과 샤페론 활성이 시공간적으로 동시에 일어나 RNA 복제를 촉진해 코로나바이러스의 빠른 감염에 관여한다는 것을 알아냈다.
이광록 KAIST 교수는 "이 연구는 대표적 핵산 효소 단백질인 헬리케이스가 ADP를 통해 샤폐론 활성을 돕는 새로운 발견"이라며 "사스 코로나바이러스의 다양한 변이에 대응할 효과적인 치료제 및 백신 개발의 실마리를 제공한다는 데 의미가 있다"고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '핵산 연구(지난달 29일자)'에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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