스파이크단백질-ACE2 결합 메커니즘 규명...ACE2 전체 구조 처음 규명

국내 연구진이 코로나19 바이러스를 무력화시킬 수 있는 방법을 찾아낸데 이어 중국 연구진이 코로나19 바이러스가 체내 침투하는 과정을 규명해냈다. 과학계에서는 전 세계 연구진이 코로나19 유발 바이러스에 관한 정보를 속속 파악함에 따라 예방백신이나 치료제 개발에도 속도가 붙을 것으로 기대되고 있다.

중국 서호고등과학원 산하 생물학연구소, 서호대 생명과학부, 칭화대 구조생물학연구혁신센터 공동연구팀은 초저온전자현미경(cryo-EM)을 이용해 코로나19 바이러스가 스파이크단백질을 이용해 사람의 세포를 통과하는지를 관찰하는데 성공했다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 5일자 긴급 논문으로 실었다.

스파이크단백질은 코로나바이러스가 숙주 세포 안으로 침투할 때 활용되는 물질로 지난달 전체 구조가 밝혀진 바 있다. 코로나19 바이러스가 사람 몸 속에 들어오기 위한 열쇠가 스파이크단백질이라고 하면 대문의 자물쇠는 ‘안지오텐신전환효소2’(ACE2)이다. 이 둘이 정확하게 결합해야 코로나바이러스는 사람 몸 속에 침투해 활동하게 되는 것이다. 중국 연구진은 이 ACE2의 전체 구조와 스파이크단백질과 결합부위를 초저온전자현미경으로 규명해 낸 것이다.

이번에 활용된 초저온전자현미경 기술은 단백질이나 미생물, 세포를 급속 냉동시켜 세포손상을 최소화시킨 뒤 원자 수준으로 3차원 구조를 분석하는 기술이다. 이 기술을 개발한 세 명의 과학자는 2017년 노벨화학상을 수상한 바 있다.분석 결과 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)는 사스 코로나바이러스(SARS-CoV)에서 유래한 변종으로 유사한 형태로 인체를 감염시킨다는 것을 확인했다. 그렇지만 코로나19 바이러스는 사스보다는 스파이크단백질과 ACE2의 결합력이 다소 떨어져 사스보다 덜 치명적이라는 것도 확인됐다.

키앙 주 서호대 교수(구조생물학)는 “이번 발견은 코로나19를 일으키는 바이러스에 대한 이해와 함께 감염 과정의 분자적 원리에 대한 중요한 통찰력을 제공한다”라며 “코로나19 바이러스의 스파이크단백질과 ACE2에 대해 이해를 통해 바이러스 감염력을 억제할 수 있는 치료제나 중화항체를 개발하는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr