극지연 김학준 박사…과학학술지 '사이언스지' 최근호 발표
■ 바이오&헬스
극지연구소 김학준 박사(사진)가 해외 연구자들과 공동으로 핵자기공명분광법(NMR)을 이용해 생체막 단백질 구조를 규명, 세계적인 과학학술지인 사이언스지 최근호에 발표했다.
이 논문은 미국 내슈빌 밴더빌트대 웨이드 밴혼(Wade Van Horn) 교수 등 7명과 공동연구를 진행한 것으로 제목은 `NMR 의한 디아실글리세롤 인산 전이효소의 생체막 단백질 구조 규명'이다.
생체막 단백질은 인체 내 단백질의 약 3분의 1을 차지하는 성분으로 이온 통로, 물질수송, 수용체 등 세포 내에서 필수적인 역할을 수행한다. 특히 암ㆍ당뇨ㆍ심장병ㆍ뇌졸중ㆍ알츠하이머 등 인간의 각종 질병과 밀접하게 연관돼 있으며 차세대 신약 개발의 표적이 되는 전체 단백질의 약 60~70%를 차지한다.
생체막 단백질 연구에 세계가 막대한 투자를 해 왔지만 생체막 단백질 자체가 가지는 특수성과 기술적 장벽 때문에 구조생물학적 연구성과는 부진했다. 분자수준에서 단백질의 기능을 규명하려면 순수 분리해야 하는데 생체막 단백질은 지질막에 둘러싸여 있어 단백질 시료 준비에 상당한 어려움이 있고 최근에 와서야 발현, 분리 및 정제가 가능해졌다.
지금까지 밝혀진 생체막 단백질 구조는 겨우 195개로 전체 단백질 구조의 약 0.7%에 불과하다. 이 가운데서도 X선결정학을 통해 규명된 생체막 단백질 구조가 대부분이고 NMR로 밝혀진 단백질의 구조는 10여개에 불과하다.
특정 물질에 자기장을 걸면 원자핵의 에너지 상태가 변화하면서 특정 주파수 신호를 만드는 데 이를 측정해 화학물질의 구조를 분석하는 것이 NMR이다. 용액상에서 단백질의 구조를 결정할 수 있는 게 특징이다. 연구진은 이번 논문에서 NMR를 이용해 대장균의 생체막 단백질인 디아실글리세롤 인산 전이효소(Diacylglycerol Kinase)의 구조를 규명했다.
극지연구소 이홍금 소장은 "현재 김학준 박사가 수행하고 있는 `극지유래 결빙방지 단백질을 활용한 고부가가치 생물자원 보존시스템 개발' 과제에 이 기술을 접목시켜, 극지유래 결빙방지 단백질과 그 유전자의 구조와 기능을 규명하고 이 단백질의 대량 생산시스템을 구축할 계획"이라며 "그렇게 되면 줄기세포, 제대혈, 생식세포, 혈액 등 바이오 소재의 효율적인 동결보존에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 안경애기자 naturean@
극지연구소 김학준 박사(사진)가 해외 연구자들과 공동으로 핵자기공명분광법(NMR)을 이용해 생체막 단백질 구조를 규명, 세계적인 과학학술지인 사이언스지 최근호에 발표했다.
이 논문은 미국 내슈빌 밴더빌트대 웨이드 밴혼(Wade Van Horn) 교수 등 7명과 공동연구를 진행한 것으로 제목은 `NMR 의한 디아실글리세롤 인산 전이효소의 생체막 단백질 구조 규명'이다.
생체막 단백질은 인체 내 단백질의 약 3분의 1을 차지하는 성분으로 이온 통로, 물질수송, 수용체 등 세포 내에서 필수적인 역할을 수행한다. 특히 암ㆍ당뇨ㆍ심장병ㆍ뇌졸중ㆍ알츠하이머 등 인간의 각종 질병과 밀접하게 연관돼 있으며 차세대 신약 개발의 표적이 되는 전체 단백질의 약 60~70%를 차지한다.
생체막 단백질 연구에 세계가 막대한 투자를 해 왔지만 생체막 단백질 자체가 가지는 특수성과 기술적 장벽 때문에 구조생물학적 연구성과는 부진했다. 분자수준에서 단백질의 기능을 규명하려면 순수 분리해야 하는데 생체막 단백질은 지질막에 둘러싸여 있어 단백질 시료 준비에 상당한 어려움이 있고 최근에 와서야 발현, 분리 및 정제가 가능해졌다.
지금까지 밝혀진 생체막 단백질 구조는 겨우 195개로 전체 단백질 구조의 약 0.7%에 불과하다. 이 가운데서도 X선결정학을 통해 규명된 생체막 단백질 구조가 대부분이고 NMR로 밝혀진 단백질의 구조는 10여개에 불과하다.
특정 물질에 자기장을 걸면 원자핵의 에너지 상태가 변화하면서 특정 주파수 신호를 만드는 데 이를 측정해 화학물질의 구조를 분석하는 것이 NMR이다. 용액상에서 단백질의 구조를 결정할 수 있는 게 특징이다. 연구진은 이번 논문에서 NMR를 이용해 대장균의 생체막 단백질인 디아실글리세롤 인산 전이효소(Diacylglycerol Kinase)의 구조를 규명했다.
극지연구소 이홍금 소장은 "현재 김학준 박사가 수행하고 있는 `극지유래 결빙방지 단백질을 활용한 고부가가치 생물자원 보존시스템 개발' 과제에 이 기술을 접목시켜, 극지유래 결빙방지 단백질과 그 유전자의 구조와 기능을 규명하고 이 단백질의 대량 생산시스템을 구축할 계획"이라며 "그렇게 되면 줄기세포, 제대혈, 생식세포, 혈액 등 바이오 소재의 효율적인 동결보존에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 안경애기자 naturean@
