생명연, 환경 유해물질 탐지 해법 찾았다

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국내 연구진이 페놀류 환경유해물질 분해 촉진 단백질(DmpR) 작용 원리와 3차원 구조를 규명했다. 페놀류 물질 분해 촉진 원리 관련 최초 보고다.

한국생명공학연구원(원장 김장성) 소속 우의전 질환표적구조연구센터 우의전 박사팀, 이승구 합성생물학전문연구단 박사팀이 네덜란드 델프트공대와 함께 연구를 수행했다.

현재 산업 폐수에서 비롯된 유해성 화합물(페놀류) 정화에 미생물이 이용되고 있다. DmpR은 페놀 분해 촉진 단백질(전사인자)로 알려져 있으나 구조적, 분자적 활성 기작이 밝혀지지 않았다.

DmpR의 활성 메커니즘 모델
<DmpR의 활성 메커니즘 모델>

연구팀은 단일 분자 형광법과 엑스선 결정화를 활용, 분자 수준의 DmpR 전사 활성 원리를 분석했다.

단백질 단일 분자를 추적하는 단일 분자 형광법으로, 전사 촉진 인자 변화에 따른 단백질 상태 변화를 추적했다. 그 결과 일반 상태에서 DmpR은 반응성이 없는 두 분자가 결합한 형태로 존재하다가, 페놀 등 오염물질과 결합하면 4개 분자가 모인 '사량체'로 변화하는 것을 확인했다. 이 경우 오염물질 분해를 촉진시키는 활성화 상태로 변화한다.

우의전 박사는 “20여 년간 난제였던 페놀류인식 전사 촉진 시스템을 규명해, 페놀 등 화학 오염물에 특이적으로 반응하는 신규 바이오센서 제작 토대를 제공했다”며 “페놀류뿐만 아니라 다양한 유해 물질 인식 재조합 DmpR 제작이 가능해질 것”이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com