KAIST, 그래핀 기반 효소 모방 물질 개발...알츠하이머 조기진단 활용

글자 작게 글자 크게 인쇄하기

한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)을 비롯한 국내 공동연구진이 그래핀으로 알츠하이머병을 진단할 수 있는 효소 모방 물질을 개발했다. 자연 효소보다 더 민감하게 질병 지표를 검출할 수 있어 조기 진단이 가능해질 전망이다.

KAIST는 이진우 생명화학공학과 교수팀이 김문일 가천대 바이오나노학과 교수, 곽상규 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 교수팀과 함께 과산화효소를 모방한 나노미터(㎚) 크기 무기소재를 합성하는데 성공했다고 23일 밝혔다.

촉매 과산화효소와 산화효소 활성을시각적으로 확인한 사진
<촉매 과산화효소와 산화효소 활성을시각적으로 확인한 사진>

효소는 체내 화학반응에 촉매역할을 한다. 이를 이용해 다양한 물질을 검출할 수 있고, 질병 여부도 확인 가능하다. 다만 안정성과 생산성이 떨어지고 가격도 비싸다. 이 때문에 효소 모방 물질이 나왔지만 실제 활용에는 한계가 있다. 불필요한 부가 반응이 일어난다. 알츠하이머병을 진단하는 아세틸콜린은 과산화수소를 배출해 과산화효소 활성이 높은 효소 모방 물질을 써 확인하는데, 이 것 역시 검출 물질이 없어도 반응이 일어났다.

이진우 KAIST 교수
<이진우 KAIST 교수>

연구팀은 과산화효소 활성을 선택 모방하는 질소와 붕소를 도핑한 그래핀을 합성했다. 이 그래핀은 다른 효소 활성은 거의 증가하지 않아 과산화효소를 정확하게 모방한다.

이미 개발 효소 모방 물질로 아세틸콜린 시각 검출에 성공했다.

관련 논문 1저자인 김민수 박사
<관련 논문 1저자인 김민수 박사>

이진우 교수는 “효소 모방 물질은 기존 효소를 대체할 수 있다는 잠재성 때문에 많은 관심을 끌고 있다”며 “이번 연구로 높은 효소 활성뿐만 아니라 선택성까지 가지는 물질을 합성하고 아세틸콜린을 시각 검출하는 기술을 확보했다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com