이효철 KAIST 교수팀 개발
1조분의 1초(피코초)라는 찰나에 일어나는 단백질의 화학반응을 3차원으로 보면서 제어하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
기초과학연구원(IBS, 원장 오세정)은 나노물질 및 화학반응연구단(단장 유룡) 소속 이효철 KAIST 교수(화학과ㆍ사진), 정양욱 박사 연구팀이 X선을 이용해 단백질 내부의 화학반응을 들여다보는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
그동안 과학자들은 총알보다 빠른 분자의 움직임을 연구하기 위해 레이저 기술을 이용해 왔다. 그러나 레이저만으로는 정확한 정보를 얻을 수 없었다. 연구팀은 레이저와 엑스선 회절법을 결합한 시간분해 엑스선 회절법을 이용, 단백질이 변화하는 이미지를 엑스선을 이용해 얻은 후 분자 내의 전자 수를 파악해 분자 변화 모습을 3D로 관찰하는 기술을 개발했다.
또 이 기술을 이용해 분자가 빛을 흡수해 구조가 바뀌는 현상인 `광이성질체화` 반응의 중간 과정인 `전이상태`를 관찰하는 데 성공했다. 전이상태는 광이성질체화 반응 과정 중 가장 불안정한 상태로, 1000조분의 1초(펨토초)라는 극히 짧은 시간에 이뤄져 3차원 관찰이 불가능했다. 그러나 단백질 내부에서는 이 상태의 속도가 1조분의 1초(피코초)로 늦어지는 점을 착안해, 관찰에 성공했다.
이 교수는 "이 연구결과는 화학반응 제어를 통한 신약개발, 의학치료 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것"이라며 "앞으로 차세대 가속기를 이용하면 더 세밀한 정보를 얻어낼 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 화학분야 세계적 권위지인 `네이처 케미스트리` 4일자 온라인판에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
기초과학연구원(IBS, 원장 오세정)은 나노물질 및 화학반응연구단(단장 유룡) 소속 이효철 KAIST 교수(화학과ㆍ사진), 정양욱 박사 연구팀이 X선을 이용해 단백질 내부의 화학반응을 들여다보는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
그동안 과학자들은 총알보다 빠른 분자의 움직임을 연구하기 위해 레이저 기술을 이용해 왔다. 그러나 레이저만으로는 정확한 정보를 얻을 수 없었다. 연구팀은 레이저와 엑스선 회절법을 결합한 시간분해 엑스선 회절법을 이용, 단백질이 변화하는 이미지를 엑스선을 이용해 얻은 후 분자 내의 전자 수를 파악해 분자 변화 모습을 3D로 관찰하는 기술을 개발했다.
또 이 기술을 이용해 분자가 빛을 흡수해 구조가 바뀌는 현상인 `광이성질체화` 반응의 중간 과정인 `전이상태`를 관찰하는 데 성공했다. 전이상태는 광이성질체화 반응 과정 중 가장 불안정한 상태로, 1000조분의 1초(펨토초)라는 극히 짧은 시간에 이뤄져 3차원 관찰이 불가능했다. 그러나 단백질 내부에서는 이 상태의 속도가 1조분의 1초(피코초)로 늦어지는 점을 착안해, 관찰에 성공했다.
이 교수는 "이 연구결과는 화학반응 제어를 통한 신약개발, 의학치료 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것"이라며 "앞으로 차세대 가속기를 이용하면 더 세밀한 정보를 얻어낼 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 화학분야 세계적 권위지인 `네이처 케미스트리` 4일자 온라인판에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
