NAD의 'AMP 손잡이', 단순한 구조를 넘어 원시 생명체의 생존 열쇠였다¶
원제목: Reduction of NAD and NMN on mineral surfaces with H2 reveals a functional role for the ... - Nature
핵심 요약
- NAD의 AMP 부분은 단순한 효소 결합 보조 기능이 아니라, 극한 환경에서 NAD를 보호하는 중요한 역할을 함.
- 수소 가스와 광물 표면을 이용한 실험에서 AMP가 없는 NMN은 과도하게 환원되는 반면, NAD는 선택적으로 환원됨을 확인함.
- 이번 연구는 효소가 존재하기 이전의 원시 지구 환경에서 NAD의 구조적 특징이 생존에 필수적이었음을 시사함.
상세 내용¶
최근 '네이처(Nature)'에 게재된 연구는 생명체의 필수 조효소인 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드(NAD)의 구조적 특징에 대한 흥미로운 새로운 사실을 밝혀냈습니다. 많은 조효소들이 공통적으로 가지는 아데노신 일인산(AMP) '손잡이' 구조가 진화 과정에서 어떤 역할을 했는지에 대한 오랜 의문에 답을 제시하고 있습니다. 기존에는 이 AMP 부분이 단백질이 조효소를 더 잘 결합하도록 돕는 '생화학적 손잡이' 역할을 하거나, 효소가 존재하기 이전의 원시 시대의 흔적으로 여겨져 왔습니다. 하지만 이번 연구는 이를 넘어선 새로운 기능을 발견했습니다. 연구팀은 수소 가스와 광물 표면을 이용한 실험을 통해, AMP 부분이 없는 니코틴아마이드 모노뉴클레오타이드(NMN)는 매우 빠르게 과도하게 환원되는 반면, AMP 부분이 있는 NAD는 특정적으로만 환원된다는 사실을 확인했습니다. 이러한 결과는 NAD의 AMP 부분이 혹독한 원시 지구 환경, 특히 열수 환경에서 NAD를 보호하는 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다. 즉, AMP는 단순히 효소와 결합을 돕는 구조물이 아니라, 생명체가 진화하기 이전의 불안정한 환경에서 NAD가 안정성을 유지하고 기능을 수행할 수 있도록 돕는 보호막 역할을 했던 것입니다. 이 발견은 NAD와 같은 산화-환원 조효소의 구조적 특징이 단순한 촉매 기능을 넘어, 원시 지구의 환경 조건 하에서 비효소적으로 NAD 환원이 일어날 때 기능적인 역할을 수행할 수 있음을 보여줍니다. 더 나아가, 이는 NAD를 사용하는 효소가 등장하기 이전부터 존재했던 NAD의 핵심적인 구조적 요소가 환경적 스트레스로부터 자신을 보호하는 생존 전략을 가지고 있었음을 의미합니다. 따라서 이번 연구는 NAD의 AMP 부분에 대한 새로운 기능적 해석을 제시하며, 생명의 기원과 초기 진화 과정을 이해하는 데 중요한 단서를 제공하고 있습니다.
편집자 노트¶
이번 '네이처' 연구 결과는 우리 몸의 에너지 대사에 핵심적인 역할을 하는 NAD(및 관련 물질인 NMN)에 대한 이해를 한 단계 끌어올린 중요한 성과입니다. 흔히 '노화 방지' 성분으로 알려지며 건강기능식품 시장에서 큰 주목을 받고 있는 NMN이나 NAD가, 사실은 수십억 년 전 생명이 탄생하기 이전 원시 지구 환경에서도 이미 생존을 위한 고유한 보호 기능을 갖추고 있었다는 점은 매우 흥미롭습니다. 이는 단순히 '나이를 되돌리는' 차원을 넘어, 우리가 현재 당연하게 누리고 있는 생명 현상 자체가 얼마나 치열한 환경과의 싸움 속에서 진화해왔는지를 보여주는 증거이기도 합니다. 특히, AMP라는 '손잡이'가 극한 환경에서 NAD를 보호했다는 점은, 생명체의 기본 구성 요소들이 단순히 기능적인 필요에 의해서만 만들어진 것이 아니라, 생존이라는 가장 근본적인 요구에 부응하기 위해 진화해왔음을 시사합니다. 이는 앞으로 NAD와 NMN을 활용한 노화 연구나 치료제 개발에 있어서도, 단순히 수치적인 효과 증대뿐만 아니라 그 근본적인 생화학적 메커니즘과 환경적 적응성을 함께 고려하는 새로운 방향을 제시할 수 있습니다. 우리가 섭취하는 건강기능식품이나 미래의 항노화 의약품의 기원이 이렇게 심오한 진화적 역사를 담고 있다는 사실은, 과학 기술 발전의 경이로움과 함께 우리 생명 자체에 대한 경외감을 느끼게 합니다.