헴 조절과 당뇨병, 비만을 조절하는 단백질 'PGRMC2' 발견
등록일 2019년 12월 10일 화요일
수정일 2019년 12월 10일 화요일
비만과 대사질환에 중요한 역할을 하는 단백질이 발견됐다(사진=셔터스톡)

비만과 여러 대사장애에 중요한 역할을 하는 단백질이 밝혀졌다. 캘리포니아 샌디에고에 위치한 스크립스연구소에서는 이 단백질이 부족하면 대사질환의 증상으로 이어질 수 있다고 발표했다.

스크립스연구소는 단백질 프로게스테론 수용체막 요소2(PGRMC2)가 세포 내 분자 헴을 동반한다는 것을 확인했다. 하지만 이 단백질이 없다면 특정 세포 메커니즘으로 인해 포도당 과민증과 인슐린 무감각증이 유도된다.

대사작용에 필수적인 단백질

스크립스연구소는 최근 PGRMC2 단백질을 발견했다. PGRMC2는 철분을 함유하느 '헴'이라는 분자의 보호자 역할을 한다. 세포 내 미토콘드리아는 헴을 만들지만 PGRMC2 단백질은 헴을 여러 세포로 안전하게 이동시키는 역할을 한다. 따라서 PGRMC2 가 없다면 헴은 독소로 모두 파괴되고 말 것이다.

"수많은 세포 과정에서 헴이 중요한 역할을 하고 있다는 것은 이미 오래전부터 알고 있던 사실이다. 하지만 헴은 주변 세포 물질에 독성 작용을 하기 때문에 경로를 안전하게 이동시켜줄 수 있는 존재가 필요하다. 이번 연구 전까지는 여러 가지 가설만 세워졌고, 헴을 이동시키는 단백질의 존재를 알지 못했다"고 연구 저자 엔리케 사에즈 박사는 말했다.

사에즈 박사와 연구팀은 식품, 특히 식물성 식품 '임파서블 버거'에 들어있는 헴에서 영감을 받았다. 헴은 버거 제품을 좋아하는 사람들이 찾는 향을 제공하기도 한다. 연구팀은 체내에서 이 단백질이 사라진다면 발생할 수 있는 현상에서 연구 방향을 착안했다.

스크립스연구소에서는 PGRMC2 단백질을 발견했다(사진=셔터스톡)

연구팀은 실험쥐 모델을 사용해 단백질이 존재하지 않는 경우 발생할 수 있는 현상을 실험했다. 연구 결과, PGRMC2을 가지고 있지 않은 실험쥐는 대사질환 관련 임상 징후를 보였다. 또한 포도당에 민감하게 반응하고 인슐린에는 무감각해지면서 이 단백질이 당뇨병과 비만을 예방하는 기능을 한다는 것을 확인하게 됐다. 한편, 당뇨병이 있는 비만 쥐를 PGRMC2로 치료한 결과 증상이 개선됐다.

연구팀은 PGRMC2가 지방 조직에 다량으로 저장돼 있다는 사실에 주목했다. 또한, 단백질이 갈색 지방과 백색 지방을 바꿀 수 있는지도 조사했다. 조사 결과, PGRMC2가 적은 실험쥐는 갈색 지방 조직의 색이 옅어졌다. 그리고 거의 흰색으로 보이는 갈색 지방 조직을 가진 실험쥐는 추위를 견디지 못했다.

헴과 PGRMC2는 보통 갈색 지방에 저장된다. 그리고 PGRMC2는 헴이 갈색 지방 조직을 유지할 수 있도록 보호하고 신체를 단열 처리한다. PGRMC2 수치가 낮다면 어떠한 화학물질도 분자를 안전하게 이동시킬 수 없기 때문에 헴 수치도 낮아진다.

 

 

전 세계적 비만 유병률

2017년 기준 백인 미국인의 비만율을 살펴본 결과 웨스트버지니아가 71.8%로 비만 유병률이 가장 높았으며 다음으로 아이오와, 노스다코타, 오클라호마, 아칸사스 순이었다. 한편 흑인의 경우 델라웨어가 78.9%로 비만율이 가장 높았으며 다음으로 버지니아, 아칸사스, 테네시, 노스다코타 순이었다.

2017년 미국 내 인종별 지역별로 비만 유병률이 각기 다르게 나타났다(사진=셔터스톡)

2016년 미국 외 지역의 남성 비만 유병률이 가장 높은 곳은 나우루(58.7%)였으며 다음으로는 피지, 키리바티, 사모아, 미국 순이었다. 그리고 여성 비만 유병률이 높은 곳도 역시 나우루(63.3%)였으며 다음으로 피지, 사모아, 키리바티, 쿠웨이트, 미국, 레바논 순이었다.

PGRMC2는 지방에 저장돼 있지만, 조직에서도 찾아볼 수 있다. 또한 다량의 헴을 만들어내는 기관인 간에서도 볼 수 있다. 따라서 PGRMC2 생성을 자극하는 새로운 치료법 개발로 관련 질병을 표적 치료할 수 있을 것으로 보인다. 다시 말해, PGRMC2가 많아질수록 더욱 많은 헴이 세포로 이동해 대사작용의 불균형을 안정화할 수 있을 것이다.

 

 

김효은 기자  
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