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전북대학교 배은주 교수팀(약학대학 약학과)이 당뇨병을 치료할 수 있는 새로운 표적 단백질과 치료제를 발견했다.
국내 30세 이상 성인의 7명 중 1명이 당뇨병을 겪고 있다. 대부분 비만에서 비롯된 제2형 당뇨병으로 식이조절과 운동과 같은 생활습관 교정과 당뇨병 치료 약물로 평생 관리를 해야만 하는 질병이다. 우리 몸의 혈당 처리는 근육이 가장 큰 비중을 차지하는데, 포도당을 세포 안으로 수송하는 운반체인 ‘GLUT4’의 발현과 세포막으로의 이동이 혈당 조절의 핵심 경로다.
이 GLUT4의 세포막 이동이 인슐린 신호와 세포 내 에너지 센서인 AMPK에 의해 주로 조절되는 것은 이미 알려져 있지만, 당뇨병에서 어떻게 이들의 신호전달과 상호 작용에 교란이 생기는지는 명확하게 규명되지 않았다.
배 교수(약학대학)팀은 세포 에너지센서인 AMPK가 근육 내의 단백질인 PAK4에 의해 인산화되면 GLUT4의 기능이 억제된다는 사실을 밝혔다. PAK4 단백질을 억제하면 혈당이 감소되어 새로운 당뇨병 치료제로 개발될 수 있는 것이다.
배 교수팀은 카이스트 의과학대학원 박병현 교수, 전북대병원 정형외과 윤선중 교수, 영남대 의과대학 박소영 교수팀과 공동연구를 진행해 이번 연구 성과를 냈으며, 생물학 분야 저명 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스 (Nature Communications)’ 최신호에 실렸다. 이번 연구는 범부처 국가신약개발사업, 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업 및 바이오의료개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
배 교수팀은 올 초에도 PAK4 단백질 억제제가 새로운 비만 치료제가 될 수 있음을 제시해 세계적 학술지인 ‘네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism, IF:20.8)’에 논문을 게재한 바 있다.
배은주 교수는 “AMPK 효소 활성은 근육뿐만 아니라 다른 주요 세포의 에너지 대사와 기능을 조절하는 핵심 분자이지만 조절 기전에 대해서는 많이 밝혀지지 않았었는데, 이번 연구에서 AMPK를 인산화시켜 기능을 억제하는 새로운 상위 조절단백질로서 PAK4를 제시했다”며 “따라서 PAK4억제제는 새로운 당뇨병 치료제가 될 수 있고, AMPK기능장애로 인한 여러 질병에 대한 치료효과도 기대해볼 수 있다”고 이번 연구 의미를 설명했다.
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