단백질내 광반응 전이상태 등 실시간 규명

아주경제 권석림 기자= 기존 기술로는 관찰하기 어렵던 분자의 화학반응 과정과 경로가 규명됐다.

13일 교육과학기술부와 기초과학연구원은 이효철 한국과학기술원(KAIST) 교수와 정양욱 박사가 나노물질·화학반응연구단 그룹리더팀이 ‘시간분해 엑스선(X-선) 회절법’을 이용해 단백질 내 화학반응 경로를 3차원 구조로 관찰해 냈다고 밝혔다.

연구팀은 단백질 내부에서는 전이상태 속도가 100억분의 1초(피코초)로 느려진다는 점에 착안해 전이상태의 과정과 화학반응 경로를 관찰했다.

또 레이저 기술과 빠르고 불규칙하게 움직이는 분자들의 움직임을 실시간으로 관찰하는 ‘X-선 회절법’을 결합한 시간분해 엑스선 회절법으로 분자의 움직임과 위치를 정확히 측정했다.

관찰 결과 광이성질화 반응 경로가 단일 경로가 아닌 두 종류로 이뤄져 있으며 원자가 자신의 움직임을 최소화하기 위해 자전거 페달을 돌리거나 훌라춤을 추는 듯한 모양으로 반응한다는 것을 확인했다.

분자의 움직임은 초고속 카메라로도 잡기 어렵고 분자가 빛 에너지를 흡수해 화학구조를 바꾸는 ‘광이성질체화’ 반응의 전이상태(변화 중간 상태)는 1000조분의 1초(펨토초)에 불과하다.

이 교수는 “차세대 가속기인 엑스선 자유전자 레이저를 이용하면 전이상태 중의 구조뿐 아니라 나아가 전이상태 이전의 구조도 규명해 낼 수 있을 것”이라고 말했다.