부산대 '10분 만에 단백질 제조' 기술 개발

김일 교수 연구팀
단백질 대량생산 길 열어

1주일 이상 걸렸던 단백질 제조 기간을 10분 내로 줄인 획기적인 기술이 부산대 연구팀에 의해 개발됐다. 단백질을 신속하고 적절하게 제조하는 방법을 이 연구팀이 개발해 인간을 이루고 있는 단백질과 생명체를 이해하고 각종 질환의 약물 개발에도 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

부산대는 BK21 플러스 동남권 화학신기술 창의인재 양성사업단의 김일 교수(사진)팀이 다양한 단백질을 10분 안에 제조하는 신기술을 개발했다고 31일 발표했다. 이 같은 연구는 국제 학술지 네이처 자매지인 ‘커뮤니케이션즈 케미스트리’ 20일자 인터넷판에 게재됐다.

단백질은 생물체 구조의 구성 성분이자 조절작용과 면역에 없어서는 안 될 필수요소다. 생물 체내에서 합성과 분해를 통해 평형 상태를 유지한다. 암치료와 눈질환, 심장질환, 당뇨병, 감염질환, 호흡기질환 등의 치료에 활용할 수 있고, 모계 태아 약물과 피부재생 약물로 사용할 수 있다. 그동안 제조법이 없고 가격이 비싸 활발하게 사용되지 못했다. 기존 제조법으로는 간단한 단백질이라도 제조하는 데 1주일 이상 걸렸다.

김 교수팀은 이 같은 문제점을 해결하는 데 성공했다. 천연 아미노산 20종류를 ‘펩타이드 결합’이라는 화학 결합을 통해 자유자재로 서로 연결하는 새로운 유기촉매를 개발했다. 이 촉매를 사용하면 다양한 단백질을 10분 안에 제조할 수 있고 단백질의 구조도 선형과 고리형으로 조절할 수 있다. 생명체를 구성하는 선형 및 고리형의 구조는 단백질 쓰임과 밀접한 관련이 있고, 고리형 단백질은 제조 자체가 불가능한 영역이었다. 연구팀은 개발한 단백질 제조 기술의 한국 및 국제 특허출원을 신청했다.

김 교수팀은 단백질과 관련된 다른 연구들도 활발하게 하고 있다. 생명체에서 단백질이 보이는 구조적 기능에서 영감을 얻어 제조한 단백질을 다양한 기능의 3차원 수화젤 지지체, 에너지저장장치, 발광소자 등으로 활용하는 연구가 대표적이다.

김 교수는 “새로운 유기 촉매 개발로 단백질을 대량생산할 길이 열려 제약 및 의료회사들이 다양한 기능성을 지닌 단백질을 생산할 수 있게 됐다”고 말했다.

부산=김태현 기자 hyun@hankyung.com