'슈퍼박테리아 치료' 단백질 생성과정 규명

슈퍼박테리아를 치료할 수 있는 단백질 생성과정에 대한 연구 결과가 나와 주목을 받고 있다.

강영기(60.충북대 화학과) 교수는 8일 "세포내 단백질 공장으로 불리는 '리보솜(ribosome)'에서 펩타이드 결합의 형성단계와 과정을 밝혀냈다" 밝혔다.

강교수는 변병진(한국화학연구원) 박사와 공동으로 연구한 이 연구결과는 영국왕립화학회 발간 물리화학 학술지 PCCP 온라인판에 지난달 22일자 표지논문으로 소개됐다.

☞용어설명

* 리보솜 : 박테리아 등 거의 모든 생명체에서 단백질을 합성하는 세포소기관

* 펩타이드 결합 : 단백질의 기본단위인 아미노산간의 결합으로 한 아미노산의 아민기(NH2)와 다른 아미노산의 카르복실기(COOH)나 에스테르기(COOR)가 만나 두 아미노산이 연결된다.

강 교수에 따르면, 리보솜에서는 DNA의 유전정보를 바탕으로 수송 RNA(tRNA)가 가져 온 두 아미노산간의 펩타이드 결합이 반복해 형성되면서 단백질이 만들어진다.

특히 이 과정에서 단백질 합성을 막아 박테리아의 생장을 저해하기 위해서는 리보솜에서의 상세한 펩타이드 결합 과정을 밝히는 것이 중요하다.

강 교수는 펩타이드 결합의 두 단계 즉, 아미노산간의 결합과 수송 RNA로부터 아미노산이 해리되는 과정 가운데 첫 단계가 펩타이드 결합 형성의 속도결정 단계임을 확인하고 그 과정을 도식적으로 제시했다.

리보솜 내 펩타이드 결합과정에서 두 개의 아미노산이 육각형 구조를 이루며 연결된 전이 상태일 때 가장 안정적이어서 이 전이 상태를 거쳐 결합이 이뤄진다고 밝혔다.

강 교수는 기존 연구에서 고려하지 않은 특정 리보솜 RNA 등을 포함해 보다 실제에 가까운 리보솜 모델을 설계했다. 결합이 일어나는 활성부위에 가까이 위치한 특정 리보솜 RNA가 결합반응에 참여할 것이라는 실험 증거를 반영한 것이라고 밝혔다.

또한 최근에 개발된 분산력이 보정된 전자밀도이론계산법을 사용해 실제 리보솜과 유사한 환경에서 결합과정을 밝혀냈다.

강영기 교수는 "최근 박테리아 리보솜과 항생제와의 복합체에 대한 결정구조가 보고되면서 이를 기반으로 내성을 극복할 수 있는 항생제를 개발하려는 연구가 활발한 가운데 이번 연구결과가 새로운 항생제를 설계에 필요한 구조적인 정보를 제공할 것으로 기대된다"고 밝혔다.

/김병학기자