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몸 속에서 일어나는 반응 한 눈에 본다

국내 연구진이 단백질 속에서 눈 깜짝할 사이에 벌어지는 화학반응을 관찰하는 기술을 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 나노물질 및 화학반응연구단 이효철 그룹리더(KAIST 화학과 교수) 연구팀은 단백질 속에서 일어나는 화학반응을 실시간으로 관찰하고 제어하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.

우리 몸에서 일어나는 화학 반응 중에는 특정 분자가 빛을 흡수하면 구조가 변하는 ‘광이성질화’라는 반응이 있다. 구조가 가장 불안정한 상태에 있을 때를 ‘전이상태’라고 하는데 1000조분의 1초 동안 벌어지기 때문에 지금까지 3차원 구조로 관찰할 수 없었다.

연구팀은 단백질 속에서는 이 상태가 100억분의 1초 정도로 느리게 진행된다는 점에 주목했다. 단백질 속에 X선을 100억분의 1초 단위로 쏘아, 내부에서 일어나는 현상을 시간에 따라 측정하는 방식으로 전이상태를 관찰하는 데 성공했다.

관찰 결과, 광이성질화 반응이 두 종류의 방식으로 경쟁적으로 일어난다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 또 돌연변이를 일으키면 전이상태가 바뀌어 반응을 제어할 수 있다는 사실도 확인했다.

이효철 그룹리더는 “앞으로 화학반응을 제어하는 방식으로 신약을 개발하거나 의학 치료 등에 다양하게 활용할 수 있을 것”이라며 “이 기술을 발전시키면 더 빠르게 일어나는 현상과 구조를 규명해 낼 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구결과는 ‘네이처’의 자매지인 ‘네이처 케미스트리’ 4일자 온라인판에 실렸다.

이재웅 기자 ilju2@donga.com
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