맛·향기 감지하는 단백질, 치료 새 길 연다
맛·향기 감지하는 단백질, 치료 새 길 연다
  • 함예솔
  • 승인 2018.12.17 13:00
  • 조회수 2893
  • 댓글 0
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고려대학교 생명공학과 이성준 교수가 최근 이소후각과 미각수용체 분야의 중요 연구내용을 종합 정리한 리뷰 논문을 <Nature Reviews Drug Discovery>에 발표했다고 합니다. 이번 리뷰 논문은 관련 분야 연구자들에게 참고가 되는 종합적 정보를 제공하는데 도움이 될 것으로 보입니다.

 

킁킁. 맛과 향 감지하는 단백질로 질병 치료를? 출처: pixabay
킁킁. 맛과 향 감지하는 단백질로 질병 치료를? 출처: pixabay

자연에 존재하는 냄새(Odorant)와 맛 성분(Tastant)은 코의 후각상피세포와 입안의 미각세포에 발현되는 화학감각수용체인 후각수용체(Olfactory receptor), 미각수용체(Taste receptor)와 각각 결합하고, 일련의 신호 전달 과정을 통해 향기와 맛 정보를 대뇌에 전달합니다. 후각수용체와 미각수용체 중 단맛, 쓴맛, 감칠맛 수용체는 Gprotein-coupled receptor(GPCR)로서 코와 입 이외의 여러 조직에 이소발현(ectopic expression)됩니다.

 

참고로 이소발현이란 유전자에 보편적으로 발현하는 항존유전자에 비해 특정 조직이나 세포에서 발현되거나 발현시기가 특정 발생 단계에 한정돼 있는 발현을 말합니다.

 

냄새를 맡으면 후각상피세포에서 발현되는 후각수용체와 결합해 신호전달을 대뇌로 전달합니다. 출처: Wikimedia Commons
냄새를 맡으면 후각상피세포에서 발현되는 후각수용체와 결합해 신호전달을 대뇌로 전달합니다. 출처: Wikimedia Commons

따라서 냄새와 맛 성분을 코와 입이 아닌 다른 조직들로 인지하며 다양한 신호 전달을 유도하게 되는데, 이를 통해 다양한 생물학적 기능을 수행하면서 여러 질병의 발생에 영향을 주기도 합니다. 현재 시판중인 약물의 약 30%가 GPCR 단백질을 표적으로 하고 있어 이러한 이소후각·미각 수용체는 약물 표적으로 활용 기대감이 높습니다. 

 

이소후각수용체의 주요 기능. (a)정자에 발현된 OR1D2는 정자주화성 조절에 관여. (b)신장세동맥에 발현된 OLFR78는 레닌 호르몬 분비를 조절하여 혈압조절에 관여. (c)피부세포의 OR2AT4는 상처치유를 촉진. (d) 간조직 세포의 OR1A1은 지질합성 조절. (d,e) 간조직과 지방조직의 OLFR544는 각각 지방산화와 지방가수분해를 조절하는 기능을 수행.
이소후각수용체의 주요 기능. (a)정자에 발현된 OR1D2는 정자주화성 조절에 관여. (b)신장세동맥에 발현된 OLFR78는 레닌 호르몬 분비를 조절하여 혈압조절에 관여. (c)피부세포의 OR2AT4는 상처치유를 촉진. (d) 간조직 세포의 OR1A1은 지질합성 조절. (d,e) 간조직과 지방조직의 OLFR544는 각각 지방산화와 지방가수분해를 조절하는 기능을 수행. 출처: 고려대학교

이소후각·미각수용체의 주요 기능으로는 정자 주화성(Sperm chemotaxis) 조절, 근육재생, 피부세포 증식, 기관지수축·확장, 염증, 식용, 에너지대사·비만 조절 등이 있습니다. 따라서  이소후각·미각수용체 기능 연구를 통해 탈모, 천식, 비만, 암 등 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한 후각수용체의 경우 암조직 세포에 과발현돼 액체생검(Liquid biopsy)을 이용한 암진단 마커로 활용이 시도되고 있다고 하는데요. 액체생검이란 혈액 등 체액 속 DNA에 존재하는 암세포 조각을 찾아 유전자 검사로 분석하는 것을 말합니다.

 

한편, 이번 연구 결과는 고려대학교 이성준 교수 외에 이소화학감각수용체 분야의 저명 연구자인 독일 보훔대학의 Hanns Hatt 박사와 벨기에 루벤대학의 Inge Depoortre 박사가 공동 1저자로 참여했다고 합니다.


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