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KAIST, 세계 최초 단백질 접힘 과정 관측

2020-07-09기사 편집 2020-07-09 15:48:16     

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알츠하이머 등 신약 개발에 긍정적 신호

첨부사진1KAIST 이효철 교수 연구팀이 시간 분해 엑스선 산란법을 적용해 단백질의 접힘 과정을 밝혀냈다. 이를 통해 이론적 모델로만 제시되었던 깔때기꼴 접힘 가설을 실험적으로 입증했다. 사진=KAIST 제공

난제였던 풀려 있는 단백질의 접히는 과정을 국내 연구팀이 세계 최초로 관측해냈다.

단백질 고유 구조가 접힘 과정에 큰 영향을 받는다는 점에 이번 관측이 향후 관련 신약 개발에 긍정적 영향을 줄 것이란 평가다.

KAIST는 이효철 교수 연구팀이 단백질 접힘 경로에서 구조 변화를 실시간으로 관측하는 데 세계 최초로 성공했다고 9일 밝혔다.

연구팀은 풀린 단백질이 접히는 과정을 엑스선 펄스를 이용한 고속 연사 촬영기법으로 추출해 일련의 과정을 분자 수준에서 밝혀냈다.

접힘 과정은 단백질의 3차원 구조를 결정하는 데 가장 중요한 생체 반응이다.

간혹 잘못 접히는 과정은 단백질의 정상적인 생물학적 기능을 못하게 한다.

알츠하이머, 광우병, 파킨슨병 등이 단백질 접힘이 제대로 이뤄지지 않은 데 따른 질병이다.

이에 접힘 과정의 이해는 생물학, 생화학, 생물리학 전반에 걸쳐 중요한 과제 중 하나로 꼽힌다.

이번 관측이 주목받는 이유는 단백질이 매우 다양한 구조로 이뤄진 탓에 풀려 있는 단백질의 접힘 과정을 파악하기 매우 어렵기 때문이다.

실제 연구팀은 그동안 이론적 모델로만 제시된 깔때기꼴 접힘 가설을 이번 관측을 통해 실험적으로 입증해냈다.

또 연구팀은 접힘 과정의 속도가 기존에 알려진 보통의 지수함수 형태가 아니라 늘어진 지수함수 형태라는 점도 밝혀냈다.

연구팀 관계자는 "이번 검증은 이론 생물리학 관점에서 더욱 정확한 계산 방법 개발에 중요한 자산이 될 것"이라며 "단백질 구조기반 신약 개발의 기초가 될 것"이라고 소개했다.

한편, KAIST 박사과정 졸업생 김태우 연구원이 제1 저자로, KAIST 화학과 이효철·이영민 교수가 교신저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '미국 국립과학원회보'에 실렸다.



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