단백질로 다양한 나노구조체 제작…질병 치료 기대

KAIST 정용원 교수 "고기능 단백질 신약·백신 등 연구 원천기술"

국내 연구진이 단백질을 2개부터 10개까지 결합시켜 선과 다각형 등 다양한 형태의 나노 조립체로 만들고 이를 크기에 따라 정밀하게 분리해내는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 화학과 정용원 교수팀은 26일 녹색 형광 단백질을 이용해 단백질이 2개 붙은 것부터 다각형 형태로 3∼10개가 붙은 나노 조립체를 만드는데 성공했다고 밝혔다.

한국연구재단 글로벌프론티어사업 등 지원으로 수행된 이 연구 결과는 최근 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications)에 게재됐다.

몸의 필수 구성요소인 단백질은 나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 크기의 특성과 무한한 기능, 구조로 돼 있어 새로운 물질 및 구조체를 만드는 소재로 기대를 모은다.

특히 단백질 다수가 결합한 다중 조립체는 새로운 성질과 모양, 크기를 갖고 생체친화적 나노구조체이기 때문에 질병 진단과 신약 개발, 백신 기능 향상 등 연구에중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

하지만 단백질 나노구조체를 연구나 상업적 목적에 이용하려면 결합 단백질 수를 조절하고 다양한 크기의 조립체를 만든 뒤 이를 분리해낼 수 있어야 하지만 현재기술로는 원하는 형태의 구조체를 만들고 분리하는 게 쉽지 않다.

연구진은 이 연구에서 인공적 녹색 형광 단백질을 이용해 세포 내 합성으로 다양한 크기와 형태의 나노조립체를 만들었다.

이 방법으로 2∼3나노미터의 형광단백질이 2∼10개 결합한 나노조립체가 생성됐다. 3개 이상 결합한 것들은 3각형에서 10각형을 이루는 것으로 나타났다.

연구진은 또 이렇게 만든 조립체 표면을 개량해 거대 생체분자의 안정성을 향상시키고, 젤을 이용해 다양한 크기의 나노조립체를 정확하게 분리해내는 방법도 개발했다.

이 기술을 향후 바이러스 등 병원체와 반응하는 단백질이나 질병 치료 단백질등에 적용하면 기능이 향상된 진단 및 치료 물질을 개발하고, 형광물질을 통해 작용과정까지 관찰할 수 있을 것으로 기대된다.

정용원 교수는 "이 단백질 조립체 제작 기술은 다양한 모양과 크기, 기능성을가진 새로운 조립체 제작의 기반이 될 것"이라며 "비약적으로 향상된 기능을 가진단백질 신약, 백신, 또는 결합 수용체 연구에 핵심적인 역할을 할 것"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>