생명과학과 김학성 교수와 김영필(생명과학 박사과정) 학우가 함께한 연구팀이 독일의 유명 학술지인 Angewandte Chemie의 지난 1일 자 인터넷판에 논문을 게재했다. 이번 연구는 한국표준과학연구원 나노바이오융합연구단 이태걸 박사팀과 공동으로 진행되었으며, “이차이온 질량분석기를 이용한 단백질 활성 분석방법”이 주제다.

김 교수는 단백질의 한 종류인 키나아제를 금 나노 입자를 활용해 이차이온 질량분석기로 분석하는 방법을 개발했다. 기존 활용되던 레이저 탈착식 이온화 질량분석기는 용매의 역할을 하는 매트릭스의 균일하지 않은 분포 때문에 정량분석에서 큰 한계를 보였다. 그런데 이번에 발표된 이차이온 질량분석기를 이용한 측정은 금 나노 입자를 균일한 층으로 만들어 신호를 증폭할 수 있도록 해 보다 높은 성능의 정량분석이 가능하다. 실험결과, 밀리미터 제곱 면적당 수십 펨토몰 수준까지 적은 생체물질도 검출을 할 수 있다.

해상도 또한 다른 분석방법보다 좋아 금 나노입자 표면의 생체물질의 질량분포를 파악하는데도 용이하다. 생체물질의 질량분포는 얇은 막 표면에 서로 다른 기질을 사용해 다양한 단백질의 활성을 동시에 분석할 수 있다고 확인되었다.
이번 논문에 언급된 키나아제는 생체 내에서 단백질이 합성된 후, 단백질의 성질을 조절하는 효소의 한 종류다. 이러한 효소들은 세포의 성장과 소멸 등을 조절하며 특히 키나아제는 단백질의 특정한 아미노산을 인산화 시키는 작용으로 질병의 메커니즘과 밀접한 관련이 있다고 알려졌다. 실제로 새로 발표된 백혈병 치료제인 글리벡은 세포 증식과 관련된 키나아제의 활성 저해제에 해당한다.

김 교수팀은 새롭게 고안한 측정을 통해 고감도로 정확하게 키나아제의 활성을 측정하고 동시에 단백질 저해제 분석법을 제시했다. 또한, 포스포타제, 프로티아제, 아세틸라아제, 메틸전이효소 등에도 유효해 신약개발에 광범위하게 사용 가능할 것으로 전망했다.

출처 : KAIST 신문사
글 : 김양우 기자(ywkim88@kaist.ac.kr)