카이스트, 단백질과 세포막 탄성특성 상호작용 세계최초로 밝혀내

[아시아경제 김수진 기자] 카이스트는 19일 원자력 및 양자공학과 최성민 교수 연구팀이 세포막을 형성하는 인지질 이중막과 향균 펩타이드의 상호작용에 따른 세포막의 탄성특성 변화 현상을 첨단 중성자 산란 측정을 이용해 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.

세포막은 인지질 분자의 이중막으로 구성돼 있으며, 세포막의 탄성 특성 변화에 대한 이해는 세포에서 일어나는 여러 과정과 구조적 변화를 이해하는데 매우 중요한 역할을 한다.

최 교수팀은 중성자 스핀에코 분광법이라는 최첨단 비탄성 중성자 산란 기법을 이용해 펩타이드라는 작은 단백질이 인지질 이중막에 흡착돼 구조변화를 일으키는 과정에서 막의 탄성특성이 어떻게 변하는지를 규명해냈다.

이번 연구 결과에 따르면 멜리틴이라는 펩타이드는 양이 적을 땐 이중막 표면에 흡착돼 이중막을 형성하는 인지질분자들의 정렬도를 저해하고, 이 때문에 막이 부드러워지는 효과를 보인다.

반대로 멜리틴 양이 일정량보다 많아지만 인지질 이중막을 통과하는 구멍을 형성하는 동시에 이중막을 단단하게 만들기 시작한다. 또한 구멍이 더욱 많아지게 되면 구멍들이 서로 상호작용을 일으켜 인지질 이중막이 급격하게 단단해진다.

최 교수는 "현재 여타 단백질과 인지질 이중막 상호작용에 대한 추가적 연구가 진행되고 있다" 며 "세포에서의생명현상에 대한 근본적인 이해와 의약품 개발에 중요한 역할을 할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 지난 16일 물리학 분야 권위지인 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표됐다.

이밖에도 카이스트는 최 교수팀이 최근 중성자 및 X-선 산란을 이용하여 탄소나노튜브 및 나노입자의 자기조립 초구조체 개발 연구를 수행해 어드밴스드 메터리얼즈(Advanced Materials), 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society) 등에 연속적으로 논문을 게재하는 등 연성나노물질 연구에서도 우수한 연구성과를 거두고 있다고 전했다.