노벨상을 말하다

2004 수상자 정보

2004 수상 업적

The Nobel Prize in Chemistry 2004 was awarded jointly to Aaron Ciechanover, Avram Hershko and Irwin Rose “for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation”.
2004년 노벨 화학상은 “유비퀴틴에 의한 단백질 분해의 발견”으로 아론 치카노베르, 아브람 헤르슈코, 어윈 로즈에게 공동 수여되었습니다.

2004 수상 추천문

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.

올해의 노벨 화학상은 생명체의 소멸 시스템을 발견하여 과학의 미스터리를 해결한 화학자들에게 주어졌습니다. 우리 몸의 세포는 약 10만 개의 단백질로 되어 있습니다. 세포 내의 모든 일은 단백질이 담당하며, 세포의 모양과 기능은 전적으로 단백질에 달려 있습니다. 단백질은 우리의 근육을 구성하는 분자기계를 만들기도 하고, 생명유지에 필요한 다양한 화학반응을 촉진하거나 억제하는 효소를 만들기도 합니다.
그럼 어떻게 세포가 이 모든 단백질을 관장할 수 있을까요? 단백질 분자는 항상 빠르게 생성하고 소별합니다. 단백질의 생성에 관해서는 분자 수준에서 그 생성법칙을 잘 이해하고 있으며, 이 분야에 이미 몇 개의 노벨상이 수여되었습니다. 한편 세포 내 단백질의 소멸에 대해서는 관심이 소홀하여 이 분야를 연구하는 연구자가 그리 많지 않았습니다.
올해의 화학상 수상자인 아론 시에차노버, 아브람 헤르슈코, 그리고 어윈 로즈 교수는 이러한 시류에 반하는 사람들이었습니다. 그들은 단백질이 세포 내에서 어떻게 소멸되는지를 치밀하게 연구했습니다. 그들이 이 분야에 관심을 갖게 된 것은 살아 있는 세포 내에서 일어나는 단백질의 소멸에 에너지가 필요하다는 연구 결과들 때문이었습니다. 이것은 패러독스처럼 보였습니다. 왜냐하면 누구나 알다시피 장에서 일어나는, 즉 세포 밖에서 일어나는 단백질의 분해 과정에는 추가 에너지가 전혀 필요하지 않기 때문입니다. 유독 세포 내에서의 단백질 분해에만 에너지가 필요한 이유는 무엇일까요?
올해의 수상자들은 에너지가 필요한 세포 내의 단백질 소멸 메커니즘을 연구함으로써 1980년대 초반에 단백질 소멸에 대한 새로운 원리를 찾아냈습니다. 그들은 세 개의 다른 효소가 일종의 ‘죽음의 딱지’를 소멸될 단백질에 붙인다는 것을 알아냈습니다. 에너지는 이 딱지를 활성화시키는 데 소요되며, 이러한 과정을 통해 세포가 단백질의 소멸을 정확히 통제할 수 있게 해줍니다.

‘죽음의 딱지’ 자체도 유비퀴틴`ubiquitin 이라고 부르는 작은 단백질입니다. 이 이름은 라틴어의 유비크`ubique에서 나온 것으로 모든 곳을 뜻합니다. 즉 이 단백질은 모든 조직의 세포에서 발견된다는 것을 의미합니다. 효소시스템은 세포 내의 단백질 중에서 불필요한 단백질 분자들을 골라 내어 죽음의 딱지를 붙여 줍니다. 딱지가 붙은 단백질은 세포 내의 ‘쓰레기 처리장’인 프로테아좀으로 이동되는데, 거기서 딱지는 마치 쓰레기 처리장의 자물쇠를 여는 열쇠처럼 작용합니다. 쓰레기 처리장으로 빨려 들어가기 전에 그 딱지는 떨어져서 다른 단백질의 소멸과정에 다시 사용됩니다. 쓰레기 처리장에서 단백질은 잘게 쪼개져 종말을 맞게 됩니다. 쪼개진 조각들은 새로운 단백질을 생성할 때 다시 사용됩니다.
처음에는 이런 단백질 소멸 과정이 세포에 해를 끼칠 수 있는 잘못된 단백질을 파괴하는 데만 사용되는 것으로 생각되었습니다. 프리온이나 알츠하이머병은 잘못된 단백질이 제대로 소멸되지 못해 생기는 병입니다. 그러나 계속되는 연구를 통해 더 많은 것이 밝혀졌습니다. 즉 우리가 전기 스위치를 내리듯이 어떤 특정 기능을 가진 단백질을 제거함으로써 세포가 특정 생화학반응을 통제하는 것은 세포 내에서 매우 중요합니다. 우리는 이제 제어된 단백질이 소멸되면서 세포 내의 중요한 다른 과정들도 조절된다는 것을 알게 되었습니다. 예를 들면 세포 주기, DNA 손상 치료, 그리고 면역반응들이 그것입니다. 식물들도 자화수분을 막기 위해서는 이 과정이 필요합니다. 이 소멸과정의 오류는 곧 질병으로 이어집니다.
단백질의 소멸 과정을 발견함으로써 세포 활동에서 핵심적인 통제 시스템의 기능을 분자 수준에서 이해할 수 있게 되었습니다. 무엇보다도 이 지식은 수많은 질병의 치료약을 개발에 유용하게 활용될 것입니다.

시에차노버 교수님, 헤르슈코 교수님, 그리고 로즈 박사님.
여러분의 발견은 단백질의 소멸에 관한 우리의 생각에 근본적인 변화를 가져왔습니다. 이제 우리는 세포들이 그 핵심적인 생화학반응들을 어떻게 제어하는지 분자 수준에서 이해할 수 있게 되었습니다. 해가 거듭될수록 더 많은 반응들이 유비퀴틴을 통한 단백질 소멸에 의해 제어된다는 것이 밝혀지고 있습니다.스웨덴 왕립과학원을 대표해서 깊은 축하의 뜻을 전해드립니다. 이제 나오셔서 전하로부터 노벨 화학상을 수상하시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 회원 라르스 텔란데르