목포대 김태우 교수 연구팀, 엑스선 활용 식물 속 광화학반응 규명

단백질 기반 백신·신약 개발 엑스선 기법

목포대 김태우 연구팀, 엑스선 이용 식물 속 광화학반응 규명

국립 목포대학교 화학과 김태우 교수 연구팀이 모든 식물에 존재하는 파이토크롬 단백질의 빛 신호전달과 관련된 화학반응을 규명해 세계적 과학학술지인 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 에 게재했다고 27일 밝혔다.

파이토크롬은 식물 속에서 빛을 인지해 빛 신호를 화학신호로 전환하는 신호전달 과정에 참여하는 광수용체 중 하나로 식물의 에너지원을 생산하는 광합성에 필수 요소다.

연구팀은 방사광가속기 기반 시간 분해 엑스선 산란법을 이용해 빛에 의해 활성화된 파이토크롬 단백질의 구조 변화를 실시간으로 관측했다.

해당 실험 결과는 엑스선 산란법을 활용한 실시간으로 움직이는 단백질 구조 측면에서 자연계 광합성 과정의 수수께끼를 풀어줄 것으로 기대된다.

이번 연구는 기초과학연구원 첨단 반응동역학 연구단과 공동연구로 진행했으며, 주저자로 카이스트(KAIST) 화학과 이상진 박사가 함께 참여했다.

김태우 교수는 주저자로 연구기획에서부터 방사광 실험과 원고작성까지 담당했다.

김 교수는 "단백질 구조를 원자 수준 및 천조분의 1초 움직임까지 관찰 가능한 거대 현미경인 방사광가속기를 사용한 본 연구는 단백질 기반 백신·신약 개발에 엑스선 기법이 적극 활용될 수 있다는 것을 보여줬다"며 "이를 통해 첨단신약 개발에 필수요소인 생명융합화학 분야의 인재 양성에 앞장서겠다"고 말했다.