한국과학기술연구원(KIST·원장 윤석진)은 서문형 천연물소재연구센터 박사팀이 박근완 천연물인포매틱스연구센터 박사팀과 함께 '화합물 유도 단백질 조립' 원리로 복잡한 측정 과정, 고가 분석 장비 없이 '글루타민' 농도를 빠르고 정확하게 측정하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
글루타민은 특정 상황에서 수치가 급격히 변해 질병 치료와 조기 진단에 유용한 바이오마커로 활용된다.
지금까지 체내 글루타민 농도 측정은 아미노산 분석기와 같은 고가 전문 분석 장비에 의존했는데, 살아있는 세포 내 글루타민 농도 변화는 실시간 측정이 불가능했다.
측정 비용이 낮은 연구용 키트는 전처리가 필요해 측정 시간이 길고 정확도가 낮았다.
연구팀은 글루타민 결합 단백질을 2개 인공 단백질로 분리한 후 시료와 결합해 혈액 내 글루타민 농도를 간편하게 측정하는 '화합물 유도 단백질 조립' 원리의 센서 단백질을 개발했다. 이를 글루타민 기호인 Q를 활용해 Q-SHINE으로 명명했다.
실험 결과, Q-SHINE 센서는 글루탐산, D-글루타민과 같은 유사 구조 아미노산에는 반응하지 않는 고선택성을 보였다.
측정 글루타민 최저 농도는 1마이크로몰(μM)로, 효소반응 분석법보다 20배 더 낮은 농도 글루타민까지 측정할 수 있다. 연구용 키트로도 수억원 상당 분석 장비와 동일한 수준의 농도 분석이 가능하다.
연구팀은 Q-SHINE 센서로 살아있는 세포의 세포질 및 미토콘드리아 내 글루타민 농도 변화 실시간 모니터링에도 성공했다. 향후 글루타민 대사 억제를 통한 항암제 개발이 속도를 낼 전망이다.
서문형 박사는 “Q-SHINE 센서를 글루타민 대사 연구에 활용하면 암, 당뇨, 치매와 같은 중증 노인성 질환 조기진단과 원인 규명, 글루타민 대사 조절 암 치료제 개발에 기여할 것”이라고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
