타우 미세고관 결합 부위와 아밀로이드 베타와의 상호작용

 

알츠하이머병의 두 원인 단백질인 타우와 아밀로이드 베타가 서로 소통하며 독성을 조절한다는 결과가 국내 연구진에 의해 밝혀졌습다.

KAIST 임미희 교수와 한국기초과학지원연구원 이영호 박사, 한국과학기술연구원(KIST) 김윤경·임성수 박사 공동연구팀은 알츠하이머병의 주요 병리 단백질 가운데 하나인 타우 단백질의 ‘미세소관 결합 부위(MBD)’가 아밀로이드 베타와 상호작용해 세포 독성을 완화할 수 있음을 분자 수준에서 규명했다고 24일 발표했습다.

알츠하이머병은 신경세포 안의 타우 단백질과 세포 밖의 아밀로이드 베타가 각각 비정상적으로 응집해 발생하는 퇴행성 뇌질환으로, 지금까지 두 단백질은 서로 다른 위치에서 병리적 구조물을 만든다고 알려졌으나, 실제 병의 진행 과정에서는 상호작용 가능성이 꾸준히 제기돼 왔습니다.

연구팀은 타우 단백질이 세포 내 수송로 역할을 하는 미세소관과 결합하는 부위 중 일부가 아밀로이드 베타와 결합해 ‘타우·아밀로이드 베타 복합체’를 형성한다는 사실을 확인했습니다.

아밀로이드 베타가 단독으로 존재할 경우 독성이 강한 단단한 섬유 형태를 이루지만, 타우 단백질의 특정 부위가 결합하면 독성이 낮고 덜 단단한 형태로 변화했습니다.

특히 타우의 미세소관 결합 반복 구조는 아밀로이드 베타 응집을 지연시키고 응집 속도도 늦춰 세포 내·외부에서 발생하는 독성을 완화하는 것으로 나타났습니다.

KAIST.한국기초과학지원연구원 공동연구팀

분광학, 질량분석, 핵자기공명 등 다양한 분석 기법을 통해 확인한 결과, 타우 단백질의 이 부위는 친수성과 소수성을 동시에 지니고 있으며, 이 두 성질이 균형을 이룰 때 아밀로이드 베타와 더 효과적으로 결합해 독성을 줄이는 것으로 분석됐습니다.

임미희 KAIST 교수는 “타우의 성질이 아밀로이드 베타와의 결합력과 독성 조절 능력을 결정하는 핵심 요인임을 입증했다”며 “이번 발견은 알츠하이머병은 물론 다양한 신경 퇴행성 질환 치료 표적 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔습니다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 케미컬 바이올로지'(Nature Chemical Biology) 지난 22일 자에 실렸습니다.

TJB 대전방송(사진 KAIST제공)