나노에 도전한다(5)

정보출처 닛케이산업신문

출판날짜 2001년 08월 14일

스위스와 독일 및 프랑스의 국경 근처에 있는 바젤은 의약품 대기업인 바제르티와 로슈의 본사가 입지하는 세계의 의약품 연구의 중심지 중 하나이다. 바젤대학은 전통적으로 바이오 연구가 왕성해서 스위스 정부가 지정한 나노테크 연구거점이기도 하다. 단백질을 결정화해서 엑스선과 전자선으로 관찰하는 구조해석은 사람의 게놈 해독후의 연구로서 각광을 받고 있다. 단백질 결정화의 권위자인 이 대학 안드레아스 엔겔 교수에게 들었다.

▷ 막단백질에 조준

- 연구대상 단백질은.

「막단백질이다. 크고 물에 녹지 않는 성질을 갖는다. 단백질 전체의 약 30%를 차지하고 있지만 채집 및 결정화가 어렵다. 현재는 20개 정도밖에 구조가 알려져 있지 않다. 그 이외의 단백질이 2000개 가깝게 알려져 있는 것과 큰 차이를 보여준다. 의약품은 막단백질에 작용해서 효과를 발휘하는 케이스가 많음에도 불구하고 해석이 진행되지 않고 있는 것이 실정이다」

「단백질의 해석법은 크게 나누어 3가지가 있다. 엑스선 결정해석, 단독으로 단백질을 분석하는 단입자해석, 그리고 우리들이 손대고 있지 않지만 NMR(핵자기공명장치)을 사용하는 방식도 있다. 결정화하면 AFM(원자간력현미경)으로 약 0.3나노(1나노는 10억 분의 1)미터의 분해능력을 얻을 수 있다. 시료를 기울여 보는 등 궁리를 하고 있다. 한편, 단위자로는 3나노미터 정도가 한계이다」

- 결정화의 방법은.

「결정화하기 어려운 경우, 섞는 용액을 고안한다. 특수한 세제를 더해서 녹이도록 한다」

▷ 물분자도 관찰 가능

- 구체적인 관찰대상은.

「아크아폴린(AQP2)이라고 하는 사람의 신장에 존재하는 단백질이다. 한 가운데에 물이 통과하는 구멍이 있는 특수한 유형으로, 어떤 종류의 당뇨병에도 관계하고 있다고 알려져 있다. 물이 통과하지 않으면 물이 잘 빠지지 않게 되어, 혈액농도가 엷어진다. 0.15나노미터까지 분해능력이 올라가면 물분자도 보이게 된다. 구조를 정확히 알면 이것을 변화시킴으로써 의약품 개발을 기대할 수 있다. 바젤과 다른 도시의 제약회사는 우리들의 연구성과에 기대하고 있다」

- 다른 연구테마는.

「생물의 에너지 공급원으로서 중요한 아데노신 3인산(ATP) 생성의 시뮬레이션 모델을 만들었다. 어떤 박테리아에서는 나트륨 이온 농도에 따라 ATP 합성효소의 움직임이 변화한다. 아데노신 2인산(ADP)이 생성계 속에 들어가, 그것이 수차와 같이 회전할 때에 ATP가 생성된다. 그 수는 생물의 종류에 따라 다르고, 박테리아에서는 11개인 것이 밝혀졌다. 나트륨 이온의 농도차로 돌아가는 수차의 구조가 판명되어, ATP 생성기구의 해명에 접근했다」

▷ 최고수준을 유지

- 바젤대학의 분자생물학 연구태세는.

「학생을 포함해 250인이 연구에 종사하고 있다. 테마는 세포 바이오와 구조 바이오, 바이오 케미스트리 등 7분야이다. 박사호를 취득한 후에도 대학에서 연구를 계속하는 포스트 닥터는 임기 5년이다. 이 분야에서 바젤대학의 수준은 유럽에서 최고라고 생각하고 있다」