UNIST, 효소속 금속 이온 역할 규명

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김철민 교수(오른쪽 첫번째)와 연구팀.
<김철민 교수(오른쪽 첫번째)와 연구팀.>

울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 김철민·김채운 물리학과 교수팀이 단백질 덩어리인 효소의 활성이 내부 금속이온 종류에 따라 달라지는 원인을 찾아냈다고 14일 밝혔다. 효소 활성도를 조절하는 신약 개발이나 금속이온과 단백질간 상관관계를 밝히는 연구에 기여할 전망이다.

김 교수팀은 탄산탈수효소 활성부위의 3차원 구조변화를 추적해 효소 내 금속이온(금속 보조인자)이 효소 반응을 조절하는 새로운 메커니즘을 규명했다.

탈산탈수효소는 이산화탄소(반응물)를 혈액에 잘 녹는 탄산형태(생성물)로 바꾸는 것을 돕는 효소로 자연 상태에서는 아연 이온(Zn2+)을 포함하고 있다. 이 아연 이온을 유사 화학적 성질을 갖는 다른 금속이온으로 바꾸면 효소 성능(활성)이 급격히 떨어지는데 이 연구로 그 이유를 설명할 수 있게 됐다.

김채운 교수는 “금속이온 주위의 '입체적 기하구조(배위결합 기하구조)'가 효소 활성 정도를 결정한다는 사실을 확인했다”면서 “효소 내 미량 포함된 금속이온이 보다 광범위하고 섬세한 작용으로 효소 활동 전반을 총괄 지휘한다는 것을 알아낸 것이 연구 의미”라고 말했다.

이 연구는 한국연구재단과 삼성미래기술육성재단 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션즈' 9월 11일자에 실렸다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com