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Title 규칙적 배열로 전기 통하는 나노-바이오 복합체 `플러렌-단백질` 구조 최초 규명
Writer SAINT Date 2016-06-07 Hit 871

<COP/C60 어셈블리의 결정 구조. (a) 코일드-코일 단백질을 이용하여 자기조립 단백질 조립체에 플러렌을 배열하는 모식도. (b) COP 용액에 프리미티브 플러렌이 잘 가용화 되었다는 것을 보여주는 UV spectra 측정 결과. (c) 크기배제 크로마토그래피상에서 COP-플러렌이 같이 용출되는 결과를 보여줌. 이는 단백질이 플러렌에 의해 4분자체에서 8분자체로 올리고머 상태가 변화됐음을 증명함. (d) COP-플러렌 복합체의 3차원 구조. (e) COP-플러렌 결정구조의 전자밀도 (f) 플러렌 결합 부위에서 플러렌과 상호작용하는 아미노산의 모식도. (g) 플러렌 결합 부위 표면의 정전기 전위도.>

 

국내 연구진이 자기조립 단백질을 이용해 플러렌-단백질(COP) 복합체의 3차원 구조를 규명했다. 단백질 기반 나노소재 개발에 매우 중요한 설계 기법으로 활용될 수 있다.

김용호 성균관대학교 교수는 이전에 존재하지 않던 새로운 구조의 단백질을 만들어내는 `De novo 단백질 디자인` 기법을 이용해 플러렌-단백질 나노 복합체를 결정화했다고 6일 밝혔다.

 

<김용호 교수>

 

플러렌-단백질 복합체는 플러렌이 자기조립 단백질로 규칙적 배열이 가능하고, 전도성 결정으로 변화할 수 있음을 보여준다. 플러렌은 60개 이상의 탄소 원자가 강하게 결합해 구상으로 연결된 축구공 모양의 분자다. 윤활제, 공업용 촉매제, 의약품 등 다양한 산업 분야에서 응용되는 대표적인 나노물질이다. 독특한 구조로 알츠하이머 등과 같은 질병이나 유리-라디칼과 관련한 의약분야 등에서 이용가능성이 매우 높다. 그러나 물 등 액체에 잘 녹지 않고 스스로 뭉치는 현상 때문에 다양한 응용에 어려움이 있다.

김용호 교수팀은 원자 수준의 구조를 규명하는 X-선 결정학 기법을 이용해 플러렌-단백질 복합체의 고해상도 3차원 구조를 세계 최초로 규명했다. X-선 결정학 기법은 단백질 결정의 X-선 회절패턴을 분석하고 위상정보의 계산과 전자밀도 지도로 원자 수준의 고해상도 3차원 구조를 규명하는 기법이다.

김 교수는 “단백질 디자인으로 플러렌을 규칙적으로 정렬하는 최초 모델을 제시했다”며 “나노-바이오 신물질을 개발하고 새로운 전기전도성 단백질 기반 소재 개발에 매우 중요한 적용기법으로 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

연구결과는 학술지 네이처 자매지인 `네이처 커뮤니케이션즈`에 지난 4월 27일 온라인판에 게재됐다.

송혜영기자 hybrid@etnews.com

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