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레이저 트랩 라만 현미경을 이용한 생체분자의 분광분석(Spectroscopy and Analytical Chemistry of Biological Molecules Using a Laser Trapping Raman Microscope)

전문가 제언: □ 글루타민산 등의 아미노산은 뉴론의 접합부에 존재하는 신경 시납스에서 정보전달에 관계하는 신경전달 물질로 작용하는데 신경세포의 정보전달 기능을 해명하기 위해서 현재 많은 정력적인 연구가 세계적으로 진행되고 있으며 특히 흥분성 신경전달 물질의 하나인 글루타민산을 이용한 바이오센서의 개발이 진행되고 있다.

□ 신경전달 물질은 시납스로부터 말단을 분리하여 얻어지는 시납토좀을 시료로 하여 신경전달 물질의 수용, 유지, 개구분비 등, 정보전달에 관련된 bus상 및 기능을 조사한다. 개구분비라함은 시납스 소포와 같이 단위막에 포위되어 있는 분비과립이 세포막에 접착하여 융합, 개구등의 과정을 거처 내부물질을 방출시키는 역할을 담당하는데 시납토좀의 크기는 500㎚ 정도이며, 막단백질을 포함한 지질 2분자막으로 된 50㎚ 크기의 소포를 다수 가지고 있는 시납스 소포(synaptic vesicle)로 구성되어 있는데 나노미터 스케일의 시납토좀은 단리 후 수시간 동안 신경전달 기능을 그대로 유지할 수 있는 것으로 알려져 있어 이를 대상으로한 분광학적 연구가 진행되고 있다.

□ 상세한 글루타민산의 국소적인 pH 값이나 in situ 반응기구를 파악하기 위해서는 나노 스케일에서 개개의 시납토좀에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해서 최근 레이저트랩라만현미경이 개발되었는데 이 장치에서는 레이저 방사압을 이용하여 1개의 시납토좀을 포촉하고 동시에 동일한 레이저광을 이용한 라만 분광 스펙트럼을 얻을 수 있게 되었는데 이로서 나노 스케일 수준이 미립자 내의 분자를 분석할 수 있게 되었다. 이 방법은 하나의 시납토좀 내에 있는 글루타민산에 대한 캐랙터리제이션이 가능하며 지금까지 in-situ 분석이 불가능하였던 1㎛ 이하의 크기의 세포소기관(organelle)을 조사하는 유력한 방법이 될 것으로 믿어진다.

□ 시납토좀에는 다른 종류의 아미노산 신경전달 물질이 포함되어 있으나 그 농도가 낮으므로 현재로서 이 장치로는 측정 불가능하며 이 장치의 고감도화가 요구된다.

저자: Katsuhiro AJITO
자료유형: 학술정보