펨토초 단위 생체분자 측정법 개발

국내 연구진이 생체분자의 3차원 입체 구조를 펨토초(1000조분의 1초) 단위의 레이저로 분석하는 방법을 개발했다. 신약개발이나 인체 연구에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.

교육과학기술부는 고려대 화학과 조민행 교수팀과 한국기초과학지원연구원 이한주 박사팀이 펨토초 레이저를 이용해 유용한 극초고속 광학 이성질체 측정 및 계산법을 개발했다고 17일 밝혔다.

분자 중에도 마치 사람의 왼손과 오른손처럼 그 거울상과 서로 포개질 수 없는 것들, 즉 3차원 입체 구조가 서로 다른 것들이 있는데 이를 광학 이성질체라 한다.

자연계에 존재하는 대부분의 생체 물질 및 합성 신약들은 광학 이성질체로 되어 있다.

따라서 새로운 신약 및 생체 반응의 특성을 이해하기 위해서는 3차원 광학 이성질체 구조를 분석 측정하는 기술이 대단히 중요하다.

특히 생체반응 중 수반되는 분자의 빠른 구조 변화를 관찰하기 위해서는 초고속 시분해능이 겸비된 구조 분석 장비가 필요한데 기존 방법은 시분해능이 길게는 수 시간에 달하는 상황이었다.

이번 공동연구진은 분광학 이론 및 컴퓨터 분자역학 시뮬레이션 기법을 활용해 펨토 초 광학 이성질체 측정법 개발에 성공, 실험적 측면에서 기존의 극미세 신호 및 시분해능 한계를 독창적인 방식으로 극복했다.

이번 연구는 단백질 접힘-펴짐 현상, DNA-단백질 결합 등과 같은 생체 내 근본적인 생화학 반응 및 비대칭 화합물들의 화학 반응의 메커니즘을 밝히는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

조 교수는 “새로운 분광학적 방법개발의 파급효과는 적용 가능한 분야가 거의 무궁무진하다”며 ”이제 그 첫 걸음마를 시작한 셈이니 앞으로의 발전이 더욱 더 기대된다”고 말했다.

/[e-mail]김태호기자