KAIST, 단백질 신약 개발 토대 마련...'접힘 과정' 최초 관측

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국내 연구팀이 풀려있는 단백질이 접히는 과정을 분자 수준에서 규명하는 데 성공했다. 새로운 단백질 구조기반 신약 개발 토대를 마련했다.

한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 이효철 화학과 교수(기초과학연구원 나노물질 및 화학반응 연구단 부연구단장)팀이 단백질이 접힐 때 구조 변화를 실시간 관측하는데 처음으로 성공했다고 9일 밝혔다.

실험에 쓴 사이토크롬 단백질의 접힘 과정 모식도
<실험에 쓴 사이토크롬 단백질의 접힘 과정 모식도>

단백질은 유전자 기능 활성화 기반이다. 3차원 구조를 형성하면 기능도 활성화 된다. 이런 구조 형성 과정을 단백질 접힘이라고 한다. 만약 잘못 접히면 정상 기능을 방해해 알츠하이머, 광우병, 파킨슨 병 등을 유발한다. 그러나 접힘 과정을 쉽게 알기 어려웠다. 풀려있는 단백질이 매우 다양한 구조를 가져 과정을 파악하기 쉽지 않았다.

연구팀은 단백질이 접히는 과정을 엑스선 펄스 고속 연사 촬영기법으로 연속 스냅숏으로 추출했다. 엑스선 산란 신호 분석법을 적용, 이런 난제를 해결했다. 그동안 이론 모델로만 제시됐던 '깔때기꼴 접힘 가설'을 실험으로 입증했다. 연구팀은 단백질이 접히는 경로가 다양하다는 것도 알아냈다.

사진 왼쪽부터 이효철·이영민 KAIST 교수, 김태우 연구원
<사진 왼쪽부터 이효철·이영민 KAIST 교수, 김태우 연구원>

논문 제1 저자인 김태우 연구원은 “단백질 접힘은 3차원 단백질 구조가 만들어지는 가장 중요한 생명현상으로, 단백질 구조기반 신약 개발 기초가 될 것”이라고 기대했다.

공동 교신저자 이영민 화학과 교수는 "단백질 접힘 이론 모형 검증은 이론 생물리학 관점에서 더욱 정확한 계산 방법을 개발하는 자산이 될 것“이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com