목포대, 파이토크롬 광신호전달 과정 규명…백신·신약개발 기여

목포대(총장 박민서)는 김태우 화학과 교수팀이 모든 식물에 존재하는 파이토크롬 단백질 빛 신호전달과 관련된 화학반응을 규명해 세계적 과학학술지인 '사이언스 어드밴시스'에 게재했다고 30일 밝혔다.

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

엑스선을 이용해 밝혀낸 파이토크롬 단백질의 구조와 참여 연구진. 김태우 목포대 교수(가운데), 이효철 기초과학연구원 단장(왼쪽), 이상진 KAIST 화학과 박사.
엑스선을 이용해 밝혀낸 파이토크롬 단백질의 구조와 참여 연구진. 김태우 목포대 교수(가운데), 이효철 기초과학연구원 단장(왼쪽), 이상진 KAIST 화학과 박사.

김 교수팀은 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 과정 수수께끼를 풀어줄 것으로 기대한다.

이번 연구는 기초과학연구원 첨단 반응동역학 연구단(단장 이효철)과 공동연구로 진행했다. 주저자는 이상진 한국과학기술원(KAIST) 화학과 박사이며 김 교수는 연구기획에서부터 방사광 실험, 원고작성까지 담당했다.

김 교수는 “단백질 구조를 원자 수준 및 천조분의 1초 움직임까지 관찰 가능한 거대 현미경인 방사광가속기를 사용한 이번 연구는 단백질 기반 백신·신약 개발에 엑스선 기법이 적극 활용될 수 있음을 보여줬다”며 “첨단 신약 개발에 필수요소인 생명융합화학 분야의 인재 양성에 앞장서겠다”고 말했다.

무안=김한식기자 hskim@etnews.com