G단백질 연결 수용체(GPCR)

 2012년 노벨 화학상은 'G 단백질 연결 수용체(GPCR: G protein coupled receptor)'이라는 단백질을 연구한 미국 듀크 대학의 '로버트 레프코위츠(Robert Lefkowitz, 1943~)'와 미국 스탠퍼드 대학의 '브라이언 코빌카(Brian Kobilka, 1955~)' 박사가 받았다.

0. 목차

1. G단백질 연결 수용체(GPCR)
2. GPCR이 받아들인 정보의 전달 방식
3. 다양한 약의 개발로 이어진다.

1. G단백질 연결 수용체

 GPCR는 세포 밖에 존재하는 다양한 '정보 전달 물질'을 인식하고 그 신호를 세포 내부로 전달하는 센서로서의 기능을 하는 단백질이다. 예컨대 우리의 시각, 후각, 미각 등의 센서는 GPCR이다. 또 몸속에서는 세포 사이나 세포 안에서 다양한 정보 분자를 주고받음으로써 정보를 전달한다.

 이때 다른 세포로부터 정보 분자를 받아들이고, 그 신호를 세포 내부로 전달하는 센서의 대부분은 GPCR이다. 이처럼 다양한 역할을 하는 GPCR의 유전자는 인간에게는 약 800종이 존재한다. GPCR은 그 종류에 따라 인식하는 물질은 다양하지만, 그 형태는 어느 것이나 비슷하다. 세포막을 7회 정도 관통하는 형태여서 '7회 막 관통형 수용체'라고도 한다. 또 'G단백질'이라는 중개역할의 단백질을 매개로 정보를 전달한다는 점도 공통적이다. 다만, 세포 안에서의 상세한 정보 전달 방식은 여러 가지이며, 세포가 일으키는 반응도 다양하다. 예컨대 '췌장'의 세포인 경우 '인슐린(insulin)'이나 '소화 효소'를 분비하고, 위나 장에 있는 민무늬근이라는 세포인 경우에는 세포 자체가 수축한다.

2. GPCR이 받아들인 정보의 전달 방식

 GPCR에 정보 전달 물질 등의 '리간드(Ligand)'가 붙어 있을 때, 세포 안에서 정보가 전달되어 가는 모습을 나타냈다. 리간드가 GPCR에 결합하면, GPCR의 형태가 변한다. 그러면 세포 안에서 'G단백질(G Protein)'을 기점으로 정보가 전달되어 간다. 이 정보는 'PKA'나 'PKC'라는 단백질의 활성을 바꾸는 효소에 전해져, 목적하는 단백질이 제어된다. 정보의 전달 방식은 다양해, 경로가 다양하다.

3. 다양한 약의 개발로 이어진다.

 표적이 되는 GPCR을 자극하는 약품이나 반대로 GPCR이 반응하지 않게 하는 약품을 사용하면, 몸속에서 일어난느 반응을 제어할 수 있다. 따라서 GPCR은 약품 개발에 중요하다. 현재 세계에서 유통되는 약품의 약 30~50%는 GPCR에 작용하는 것이라고 한다. 아직 어떤 분자를 인식하는지 확인되지 않은 GPCR도 많으며, 앞으로도 GPCR의 연구를 통해 새로운 약이 개발될 것으로 기대된다.