생물체를 구성하며 조절 및 면역 작용에 필수적으로 기능하는 단백질을 단 10분만에 제조하는 획기적인 기술이 개발돼 향후 다양한 분야에서 활용이 가능할 전망이다.
부산대학교는 교육부의 BK21 플러스 사업을 수행중인 '동남권 화학신기술 창의인재 양성 사업단' 단장인 김일( 사진) 교수팀이 다양한 단백질을 10분 내에 제조할 수 있는 연구 결과를 국제 학술지 '네이처'의 자매지인 '커뮤니케이션즈 케미스트리'인터넷판에 최근 게재했다고 7월 31일 밝혔다.
단백질은 생물체 구조의 구성성분이나 조절작용·면역에 없어서는 안되는 필수요소로, 생물의 체내에서 합성과 분해를 통해 평형상태를 유지한다.
암치료·눈질환·심장질환·당뇨병·감염질환·호흡기질환 등의 치료에 활용할 수 있고, 모계 태아 약물과 피부재생 약물로 사용할 수 있으나 효과적인 제조법이 없고 가격이 비싸 쉽게 활용되지 못했다.
기존 제조법으로는 간단한 단백질이라도 제조에 일주일 이상 걸린다고 대학 측은 설명했다.
이같은 상황에서 김일 교수팀은 천연 아미노산 20종류를 '펩타이드 결합'이라는 화학 결합을 통해 자유자재로 서로 연결시키는 새로운 유기계 촉매를 개발하는 데 성공했다.
이 촉매를 사용하면 다양한 단백질을 10분 내에 제조할 수 있고 단백질의 구조도 선형과 고리형으로 조절할 수 있다. 특히 고리형 단백질은 지금까지의 기술로는 제조 자체가 불가능한 영역이었다.
연구팀은 또 단백질 제조에 사용된 촉매를 따로 제거하지 않아도 되는 방법으로, 단백질 대량생산의 길을 열었다.
이번에 연구팀이 개발한 단백질 제조 기술은 현재 한국 및 해외 특허를 출원한 상태다.
김일 교수는 "그동안 단백질을 실험실에서 제조하는 연구는 합성고분자의 태동과 함께 진행돼왔지만 20가지의 아미노산의 화학적·구조적 특이성으로 어려움을 겪어왔다"며 "새로운 유기 촉매의 개발로 단백질을 대량생산 할 수 있는 길이 열렸기 때문에 다양한 기능성을 탑재한 단백질이 하나의 재료로서 시장에 선보일 날이 당겨질 것으로 기대하고 있다"고 밝혔다.
bsk730@fnnews.com 권병석 기자
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