[과학터치] (14) 연세대 구조생화학 연구실

단백질 3차원 입체구조 규명…치매 등 신약 물질 개발 박차

생체내에서는 유전자의 명령에 따라 여러 생명현상을 조절하고 유지하는 단백질이 만들어진다. 단백질의 종류에는 생체내의 생화학 반응을 조절하고 매개하는 효소단백질, 생명체의 성장 및 생체 대사를 촉진하는 호르몬 단백질, 면역 조절 및 반응을 매개하는 면역단백질, 암 발병을 억제하는 암억제인자, 항체단백질 등이 있다.

인체내에서 유방암을 유발하는 단백질의 3차원 입체 구조.

단백질은 생명체 생존에 결정적인 역할을 하는 만큼 생명체의 신비를 밝히기 위해서는 단백질의 역할을 정확히 규명하는 작업이 필요하다. 단백질은 3차원 입체 구조의 차이에 의해 기능이 결정된다. 결국 단백질과 관련된 연구는 각 생체 단백질의 3차원 입체 구조를 규명하고, 이를 이용해 생명체의 메커니즘과 단백질 이상에서 비롯된 질병의 치료제에 대한 정보를 얻어내는 일에 집중되고 있다.

연세대학교 생화학과 구조생화학 및 생물물리학 연구실 이원태 교수팀은 2002년부터 과학기술부가 지정하는 국책과제인 국가지정연구실(NRL) 사업으로 ‘차세대 단백질 구조 결정 기술개발 및 신약표적 단백질에의 응용’ 연구를 수행하고 있다.

연구팀은 핵자기 공명분광학을 활용해 생체 단백질들의 3차원 입체 구조를 결정하는 데 있어 혁신적인 실험기법과 고성능컴퓨터를 이용한 자동 분석법을 확립했다. 특히 기존의 방법보다 3∼4배 이상 빠른 속도로 용액상의 단백질 구조를 결정하는 새로운 개념을 도입해 세계적으로 주목받고 있다.

현재 이 교수팀의 연구 결과는 유전자 규명 후의 차기 선도 분야로 추진되고 있는 구조 유전체학 및 단백질 공학 연구, 신약 탐색, 생명공학 기술 분야에 광범위하게 활용되고 있다. 또 신약개발을 비롯한 관련 연구 분야로의 기술 이전도 활발하다. 연구팀은 지금까지의 연구결과를 기반으로 유방암, 비만, 골다공증, 치매 등을 치료할 수 있는 신약개발 후보 물질의 개발에 힘을 쏟고 있다. 이 교수는 “단백질 공학은 향후 생명공학산업을 지탱할 근간이자 핵심”이라면서 “이 분야에서 성과를 내기 위해서는 3차원 입체구조 연구 노하우를 쌓는 것이 중요하다.”고 강조했다.

박건형기자