“생체분자와 신약의 상호작용 관찰 가능해진다”

초고속 분해능 원편광 이색성 분광법, 네이쳐 19일자 게재

국내연구진들에 의해 1조분의 1초의 짧은 시간 단위에서 광학 이성질체의 구조 변화를 규명할 수 있는 초고속 시분해능 원편광 이색성 분광법 개발됐다.

고려대학교 다차원분광학 연구단과 한국기초과학지원연구원 다차원분광학 연구팀(연구책임자: 조민행(44세) 고려대 교수/ 제1저자: 이한주(35세) 박사)은 이 같은 내용의 연구결과를 발표, 네이처(Nature)지 3월 19일자에 게재될 예정이다.

모든 생명 현상에 관여하는 분자들은 독특한 구조의 비대칭성을 지니며 이런 구조적 특징을 광학 이성질성(optical activity 또는 chirality)이라고 한다.

또한, 대부분의 의약 물질은 광학 이성질성의 생체 분자(단백질, 핵산)와 결합 또는 반응하기 때문에 상보적인 광학 이성질성을 가진다.
현재 광학 이성질 분자의 구조를 규명하는데 널리 사용되고 있는 원편광 이색성 분광 측정법(circular dichroism)은 측정 시간이 수초에서 수 시간 정도로 매우 느리다.

따라서 극히 짧은 시간에 일어나는 대부분의 생물 화학적 현상, 예를 들어 단백질 접힘·풀림 현상, 단백질·핵산 결합 현상, 생체 분자와 신의약 화합물간의 상호작용 등과 같이 1조분의 1초에서 백만분의 1초에 완결되는 현상을 관찰하는 것은 원천적으로 불가능했다.

하지만 이번 연구에서 종래의 실험 방법 및 도구로 측정이 불가능한 극소 및 극초단 시그널을 증폭 측정할 수 있는 방법을 개발한 것.

특히 고려대학교 조민행 교수가 2008년 9월4일 Journal of Chemical Physics에 발표한 이론적 가설을 실험적으로 증명한 것으로 이번 연구 결과를 도출하기 위해 개발한 광증폭 및 간섭 장비에 대한 독창적이고 원천적인 아이디어는 이번 논문 발표 뿐만 아니라 국내·외 특허 출원 중이다.

조민행 교수는 “연구 장비 개발은 기초연구 수준발전에 중요하고, 측정 장비 개발 수준이 그 나라의 기초연구 수준을 판단하는 기준이 되기도 한다”고 말했다.

이어 “이번 연구가 학문적으로는 동 장비를 이용해 생명 현상의 메커니즘 규명, 그리고 산업적으로는 신약 개발을 위한 drug screening 장비로 개발이 가능할 것이다”라고 설명했다.

<용어>
△광학 이성질 (Optical activity, Chirality)
=아미노산과 같이 거울에 비춰진 구조가 실제 그 화합물의 구조와 다를 경우 거울상 대칭성이 있다고 하며, 이런 구조의 분자를 광학 이성질성 또는 키랄성 분자라고 한다.
예를 들어 왼손과 오른손은 거울상 대칭이지만 왼손과 오른손이 서로 확연히 구분된다는 것과 마찬가지로 분자의 구조 역시 특정한 3차원적인 구조를 가지고 있을 수 있다. 대부분의 생체 물질인 단백질 핵산등과 함께 거의 모든 의약 화합물들은 모두 다 광학 이성질체이다.