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단백질의 변신 실시간으로 본다





KAIST 이효철 교수, X선 기술 개발

 

단백질 분자가 변하는 모습을 실시간으로 관찰하는 기술이 개발됐다.
이효철 KAIST 화학과 교수팀은 21일 “물속에 있는 단백질 분자의 구조변화를 실시간으로 규명하는데 성공했다”고 밝혔다. 이 연구는 국제학술지 ‘네이처 메서드’(Nature Methods) 9월 22일자 온라인판과 10월호 표지논문으로 실린다. 이 교수는 미국, 프랑스, 덴마크, 이탈리아 연구팀이 참여한 이번 논문의 책임저자(교신저다)다.
우리 몸속에 있는 단백질은 대부분 물에 녹아 있는 상태로 존재한다. 생체 단백질이 몸 안에서 변하는 모습을 관찰하려면 물에 녹은 단백질의 구조를 관찰하는 기술이 필요하다.
연구팀은 X선 산란 기법을 이용해 액체에 빛을 쪼인 뒤 일어나는 분자들의 움직임을 100억분의 1초 간격으로 촬영하는 데 성공했다. 이를 통해 헤모글로빈, 미오글로빈, 시토크롬 단백질 등이 물 속에서 접혔다 풀리는 현상을 관찰했다.
이 교수는 “단백질의 작동메커니즘을 밝히는 데 중요한 도구가 될 것이며, 앞으로 신약을 개발할 때에도 큰 도움을 줄 것”이라고 기대했다. 이 기술은 바이오뿐만 아니라 나노기술에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.









연구팀은 2005년 7월 물에 녹아 있는 간단한 유기분자의 구조변화를 실시간 측정하는 데 성공해 사이언스(Science)지에 발표했다. 학계에서는 이 기술이 혁신적이기는 하지만 생체 단백질은 유기분자보다 1000배 이상 크고 구조가 복잡해 당장 이 기술을 적용할 수 없을 것으로 봤다. 이번 연구는 그런 부정적인 시각을 깬 것이다.
이 교수는 교육과학기술부의 창의적연구진흥사업의 지원을 받아 ‘시간분해회절연구단’을 이끌고 있다. 연구는 EU방사광가속기센터에서 측정되었다.
이 교수는 “현재 포항에 있는 제3세대 가속기에 이어 한국에서도 차세대 광원으로 주목받고 있는 제4세대 방사광가속기(XFEL)가 도입되면 지금보다 1000배 이상 더 좋은 결과를 얻을 수 있을 것”이라고 밝혔다.


김상연 동아사이언스 기자 dream@donga.com




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