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광기능성 인공 단백질의 구축

전문가 제언: ○ 최근 나노테크놀로지에 대한 인식이 점차 증가됨에 따라 단백질과 같은 나노크기의 기능성분자를 창출하기 위한 분자설계에 관련된 연구 활동이 활발하게 추진되고 있다. 단백질은 유전자정보에 따라 배열된 20가지의 아미노산으로 구성되어 있는데 풀려진 상태에서는 기능을 나타내지 않고, 일정한 모양으로 접혀있는 고차구조를 형성하여 기능을 나타내는 아미노산 잔기배치가 공간적으로 제어될 때에 비로소 기능이 나타난다.

○ 그러나 동일한 아미노산의 축합물로서 사슬길이가 짧고 분자량이 적은 펩티드는 천연단백질과 같은 접혀진 일정한 고차구조를 형성할 수 없어 기능발현이 어렵다. 그러므로 최근 펩티드를 기반으로 하는 기능성분자를 개발하기 위한 시도로서 펩티드의 2차구조(α-헬릭스, β-시트 등)를 조합하거나 또는 펩티드의 금속착체를 이용하는 방법들이 시도되고 있다.

○ 본고의 필자들은 3-아민안식향산(Aba)을 비천연 아미노산으로 하고 천연 아미노산(AA)과 비천연 아미노산을 교호로 배열한 고리형 펩티드(cyclo(-AA-Aba))를 합성하고 고리화된 강직한 비천연 펩티드를 이용하여 천연 아미노산의 상대배치를 제어함으로서 음이온의 인식, 가수분해촉매 활성, 인공이온채널 기능 등을 발현하였다. 즉 아미노산을 빌딩 블록(building block)으로 사용하여 도입되는 기능기를 자재로 변화하는 기능성 유기분자를 구축하였다고 보고하고 있다.

○ 본고의 필자들은 또 중심금속으로 루테늄(II)를 선택하여 코어착체인 루테늄(II)트리스(비페리딘)을 합성하고 이를 출발물질로 사용하여 펩티드를 결합하여 인공단백질을 합성하였다. 이러한 인공단백질은 촉매로 이용되어 이산화탄소 환원반응, 광비균제반응 등이 개발되었으며 특히 이 인공단백질은 발광성, 광전자이동 등의 다양한 광기능이 발현된다. 필자는 자유자재로 다양한 기능을 가지는 인공단백질 합성기술을 종이 접기(origami) 기술로 명명하였다. 본고는 루테늄(II)착체를 코어로 하는 인공단백질에 대한 필자의 연구결과를 개설한 것으로 매우 흥미로운 결과를 제시한다.

저자: Hitoshi Ishida
자료유형: 학술정보