미국에서 활동하는 한국인 과학자가 멘톨 껌을 씹을 때 시원하게 느껴지는 분자적 작동 원리를 극저온 전자현미경으로 규명했다. 게티이미지뱅크 제공 


멘톨 껌을 씹으면 입 안이 시원해진다. 실제로 주변 온도가 내려간 것이 아닌데도 말이다. 미국에서 활동하는 한국인 과학자가 이 오랜 수수께끼를 분자 수준에서 처음 풀었다.
이혁준 미국 듀크대 생화학과 이석용 연구실 박사후연구원팀은 온도가 내려갈 때 냉각 센서 역할을 하는 TRPM8 단백질의 이온 채널이 열리는 과정을 극저온 전자현미경으로 분자 수준에서 규명했다. 채널이 마치 미세한 온 골드몽릴게임릴게임 도계처럼 작동하는 구조 변화를 실제로 촬영해 분석한 것이다.
연구 결과는 미국 샌프란시스코에서 진행 중인 생물물리학회 제70회 연례 학술대회에서 24일(현지시각) 발표될 예정이다.
TRPM8 단백질은 8°에서 28° 사이의 온도 자극에 반응한다. 채널이 열리면 이온이 세포 안으로 유입되고 뇌로 신경 신호가 전달된다. 멘 손오공게임 톨과 유칼립투스가 시원하게 느껴지는 것도 같은 원리다.
연구팀은 차가운 자극과 멘톨이 TRPM8 단백질의 같은 채널을 열지만 방식은 다르다는 사실을 확인했다. 차가운 자극은 이온이 지나가는 중앙 통로의 구조를 직접 바꿔 채널을 연다. 멘톨은 통로 옆 다른 부위에 먼저 결합한 뒤 단백질 전체의 형태를 변형시키고 그 변화가 통로까지 전달되는 골드몽사이트 방식으로 작동한다.
이석용 듀크대 생화학과 교수는 "두 자극이 결합되면 반응이 시너지 효과를 내어 증폭된다"고 말했다. 두 자극을 함께 가했을 때 채널이 열린 상태를 포착할 수 있었고 차가운 자극만으로는 불가능했던 결과라는 설명이다.
TRPM8 단백질이 제대로 기능하지 않으면 만성 통증과 편두통, 안구건조증, 특정 릴게임한국 암 등 다양한 질환으로 이어질 수 있다. 멘톨 유사체인 아콜트레몬은 TRPM8 단백질을 활성화해 눈물 생성을 촉진하는 약물로  미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 안구건조증 치료제다.
이혁준 박사후연구원은 "이번에 규명한 원리를 바탕으로 TRPM8 단백질을 선택적으로 조절하는 치료 전략을 탐색할 계획"이라고 밝혔다. 특정 구조 변화를 바다이야기오리지널 촉진하거나 억제하는 물질을 발굴·설계하고 유효한 후보 물질을 찾는 것이 목표다.
그는 "온도 같은 물리적 자극이 단백질을 어떻게 변화시키고 그 변화가 어떻게 감각으로 이어지는지 순수한 호기심에서 연구를 시작했다"며 "TRPM8 단백질은 발견 자체가 노벨상으로 이어진 중요한 단백질이지만 작동 원리에는 여전히 미해결 질문이 많다"고 덧붙였다. 논문은 저명한 국제학술지에서 심사가 진행 중이다.
[조가현 기자 gahyun@donga.com]