오피오이드 수용체의 결정구조 해명

인간은 약의 개발에 의해 각종 질병을 극복해 왔지만, 어떤 약물도 부작용은 있다. 그러나 만약 세포나 단백질의 기능을 완벽하게 해명되면 부작용이 없는 약물의 개발이 가능해진다.  뇌의 복잡한 신경회로에서 특정 회로를 노리고 치료하는 것은 어렵다. 오피오이드 수용체라고 불리는 신경세포 표면의 수용체 단백질은 뇌의 다양한 화학적 신호 경로에 관여하는 것으로 생각되고 있으며,  이 수용체를 타겟으로한 모르핀 코돈, 헤로인등 마약이 이용되고 있다. 그러나 이러한 약물은 중독증이나 중독 등의 부작용으로 환자를 괴롭히는 수있다. 

이것은 오피오이드 수용체가 다양한 신호 경로에 관여하는 데에도 불구하고, 약물에 의해 특정 경로만을 억제할 수없는 것이 원인이되고있다. 특정 경로를 노리고 억제 수용체가 어떻게 신호를 제어하고 있는가하는 정확한 이해가 필요하다. 이번에 오피오이드 수용체의 일종인 δ 오피오이드 수용체의 결정 구조가 해명되어 그 속에서 나트륨과 아미노산이 어떤 역할을하고있다 지가 분석되었다. 그러면 오피오이드 수용체의 관련된 특정 경로를 노리고 억제 같은 약물의 개발이 가능하게 될 것이다. 뇌의 나트륨 농도가 변화하여 오피오이드 수용체의 활성이 변화하는 것은 40년전에 나와 있었다. 

그러나 오피오이드 수용체는 매우 불안정하기 때문에 결정화가 어렵고, 지금까지 그 구조를 해명 할 수 없으며, 나트륨의 구체적인 역할은 수수께끼였다. 그래서 그들은 새롭게 개발 된 기술은 오피오이드 수용체의 결정 구조 해명에 성공했다. 거기에 나트륨이 오피오이드 수용체의 내부에 들어가있는 모습이 보이고, 또 어떤 아미노산이 어떻게 나트륨과 상호 작용하여 뇌의 신호를 제어하고 있는지를 보여 주었다. 예를 들어 하나의 아미노산을 변화시킴으로써 오피오이드 수용체 제어하는 β 아레스찐 경로라는 화학 신호의 억제에 중요한 역할을하는 경로가 극적으로 변화했다. 이러한 발견은 오피오이드 수용체가 관련된 특정 신호 경로를 어떤 화학 물질에 의해 변화시킬 수 있는지 보여주고있다. 

현재 사용되는 약물로는 오피오이드 수용체의 활성 · 불활성 밖에 컨트롤 할 수 없지만, 미래에 특정 경로만을 변화시킬 수있게 될 것이다. 연구팀의 한 사람인 Patrick Giguere 박사에 따르면 오피오이드 수용체처럼 하나의 수용체가 다른 리간드에 의해 여러 신호 경로를 제어하는 성질을 Functional selectivity (기능 선택성)라고 부르는데,이 가 어떻게 작동 하는지를 설명 할 수있는 결정 구조는 거의 제공하지 않는다고한다. 따라서 이러한 연구는 새로운 분야로 더 뛰어난 약의 개발로 이어진다.