뇌신경전달 단백질의 구조와 작동원리 규명 지역내일

뇌신경전달 단백질의 구조와 작동원리 규명

생체막 융합 단백질의 구조변화 실시간 측정…퇴행성 뇌질환 연구에 실마리 제공

지역내일 2013-05-12

KAIST가 물리학과 윤태영 교수 연구팀이 뇌신경전달에 가장 중추적인 역할을 하는 스네어(SNARE)단백질의 숨겨진 구조와 작동원리를 단분자 수준에서 밝히는데 성공했다고 9일 밝혔다.
스네어 단백질의 세포막 융합기능은 알츠하이머병 같은 퇴행성 뇌질환이나 신경질환과 밀접하게 연관돼 있어 이 같은 질병의 예방과 치료법 개발에 새로운 실마리가 될 것으로 기대된다.
지금까지 학계에서는 스네어 단백질이 신경물질을 주고받는 과정을 조절할 것이라고 추정해 왔지만 그 구조와 기능을 명확하게 밝혀내지 못했다.
연구팀은 자기력 나노집게를 이용해 피코 뉴턴(pN, 1조분의 1뉴턴) 수준의 힘으로 단백질 하나를 정교하게 당겼다 놓으면서 나노 미터수준의 물리적 변화를 실시간으로 측정하는 실험기법을 개발했다.
이를 통해 스네어 단백질에 숨겨진 중간구조가 존재하며, 이 구조에 대한 정밀한 측정결과 중간상태가 어떤 구조인지 정확하게 예측했다. 또한 생체막 사이에 있는 스네어 단백질의 중간구조가 생체막이 서로 밀어내는 힘을 견디고 유지하면서 신경물질을 주고받는 과정을 조절하는 역할을 할 수 있음을 밝혔다.
윤태영 교수는 “생체단백질의 숨겨진 구조와 작동원리를 정교하게 힘을 조절하는 실험만으로 직접 관찰하는 것과 동일한 연구 결과를 일궈냈다”며 “이 기술은 생물학의 연구대상을 물리학적인 방법으로 연구하는데 매우 중요한 기술로 향후 학제적 융합연구에 매우 중요한 기반이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 KAIST 물리학과 윤태영 교수와 김기범 연구교수 주도 아래 KIST 의공학연구소 신연균 교수와 공동연구로 진행됐고, KAIST 물리학과 조용훈 교수, 민두영 박사과정, KIAS 계산과학부 현창봉 교수가 참여했다.
세계적 과학학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 4월 16일자에 게재됐다.

천미아 리포터 eppen-i@hanmail.net
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