그림 1. PsEst3의 결정 구조 (A). PsEst3의 활성 부위의 확대그림 (B). R44 변이의 여러 가지 기질에 대한 활성 비교 (C).

케이메디허브 (대구경북첨단의료산업진흥재단, 이사장 양진영) 연구진이 알래스카 동토층 속 미생물 특성을 연구해 국제 학술지에 게재했다.

알래스카 극지 깊은 곳에 사는 미생물은 극도의 저온 상태에서 생존하며 살아남기 위해 에너지 소비량이 극히 적다.

에너지를 거의 소비하지 않고도 생물학적 기능을 해나가는 비결은 아직 밝혀지지 않았는데, 케이메디허브는 이 부분을 연구중이다.

향후 분자생물학 이론적 근거가 되어 신약을 개발하는데도 활용할 수 있기 때문이다.

케이메디허브 손종현 연구원은 극지연구소 김한우 박사 연구팀과 공동연구로 새로운 저온성 단백질 구조를 규명하였고, 이를 단백질 결정학 분야의 저명 학술지인 IUCrJ에 게재하였다.

IUCrJ (The International Union of Crystallography Journal, IF 5.59)는 결정학 분야 학술지로, SCIE급 논문으로 분류된다.

본 논문은 북극미생물의 새로운 종류로 구분되는 에스터가수분해효소 (Esterases, 이하 효소)에 대한 구조적 특징과 생화학적 특성과의 연계성에 대한 내용을 담고 있다.

북극미생물은 알래스카 동토층에서 발견된 저온성 그람 음성균으로 극지연구소에서 최초로 발견하였다. 구조를 규명한 효소는 ‘에스터 화합물’을 알코올과 산으로 가수분해를 촉진하는 효소로 생체 내에 중요한 기능을 수행한다.

해당 효소는 기능에 관여하는 특정 아미노산 서열이 존재하며 이들의 차이에 따라 여러 가지 하위 그룹으로 나뉜다. 이번 연구에서는 1.80 Å의 해상도를 가지는 효소 결정의 회절데이터를 수집하고 구조를 규명하였으며 여러 생화학 실험을 통하여 구조와 기능의 연계성에 대하여 집중적으로 연구하였다.

해당 효소의 아미노산 서열은 최초로 밝혀졌으며, 기능에 관여하는 특정 아미노산 서열을 본 따 ‘GHSR 그룹’이라는 새로운 하위그룹을 생성해 의미가 있다.

저온 상태에서도 상온에 존재하는 단백질과 동일한 역할을 하는 저온성 미생물 단백질의 구조와 기능에 대한 연구는, 상온 유지를 위해 에너지를 소비하지 않고도 다양한 생물학적 기능을 영위할 수 있는 단서를 발견할 수 있다는 점에서 분자생물학 기술 응용에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

해당 논문은 극지연구소의 김한우 책임연구원 (책임 교신저자)을 주축으로 케이메디허브 손종현 연구원 (신약개발지원센터 구조분석팀)과 최웅 연수연구원 (극지연구소)이 공동1저자로 함께 참여하였다.

양진영 재단 이사장은 “얼음땅에서 죽지않고 살아가는 미생물의 비밀을 밝혀내 신약 연구개발에 활용하도록 하겠다”고 말했다.

한상갑 기자  arira6@naver.com

<저작권자 © 디지털경제, 무단 전재 및 재배포 금지>