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