포항가속기硏 김경진 박사팀, 간질유발 메커니즘 세계 최초 규명

포항가속기연구소의 김경진 박사(사진 가운데)팀이 간질 등 뇌질환 유발 메커니즘을 세계 최초로 규명했다.

간질은 뇌의 신경세포가 발작적·병적으로 경련을 일으켜 일시적으로 의식을 잃게 하는 병으로 인간 중추신경계에서 가장 중요한 억제성신경전달물질인 가바(GABA)의 비정상적인 농도 증가가 주요 발병 요인으로 알려져 왔다.

간질은 국민 200명 중 1명꼴로 발병하며 그 중 50% 정도는 10세 이하의 어린이에게 나타나는 매우 심각한 뇌질환이다. 연구팀은 포항방사광가속기의 단백질 결정학 빔라인을 이용해 SSADH(숙신산 알데하이드 탈수소 효소)단백질의 고해상도 입체구조 분석에 성공, 분자 수준에서 간질유발 메커니즘을 세계 최초로 밝혀냈다.

SSADH 단백질은 활성산소에 의해 산화상태가 되면 구조적으로 닫힌 상태가 된다. 산화된 SSADH 단백질은 가바의 중간산물인 SSA와 결합할 수 없게 되며 결과적으로 뇌세포 내에서 가바 농도의 비정상적인 증가를 야기하고 뇌를 과흥분 상태로 몰아 간질 증상을 일으킨다.

이 같은 SSADH 단백질의 구조적 변형 과정은 포항방사광가속기의 엑스선을 이용한 단백질구조분석을 통해 실증적으로 규명됐다. 가바의 농도 증가는 간질 뿐만 아니라 언어장애·정신지체 등 다양한 뇌기능 이상으로 인한 질병의 중요한 원인으로도 알려져 이번 연구 결과로 뇌질환 치료를 위한 신약 개발 분야의 원천 기술 확보가 가능하게 됐다.

이 분야 연구의 세계적 전문가인 미국 피츠버그 의대 마이클 깁슨 교수는 "이번 연구는 활성산소가 간질발병의 원인이 될 수 있다는 정보를 제공해 주고 있으며 그 작용 메커니즘을 분자 수준에서 증명해 수십 년 동안의 의문점을 풀어준 중요한 연구 성과"라고 평가했다. 김 박사팀의 이번 연구 성과는 세계적 생명과학전문지인 엠보저널 온라인판 19일자에 게재됐다.

포항·이상원기자 seagull@msnet.co.kr