광학 이성질체 구조 규명을 위한 분광 측정법 개발
이번 연구는 교육과학기술부와 한국과학재단이 추진하는 창의적연구사업과 한국기초과학지원연구원이 지원하는 미래융합사업의 일환으로 수행되었고, 연구 결과는 네이처(Nature)지 3월 19일자에 게재될 예정이다.
모든 생명 현상에 관여하는 분자들은 독특한 구조의 비대칭성을 지니며 이런 구조적 특징을 광학 이성질성(optical activity 또는 chirality)이라고 한다. 또한, 대부분의 의약 물질은 광학 이성질성의 생체 분자(단백질, 핵산)와 결합 또는 반응하기 때문에 상보적인 광학 이성질성을 가진다.
현재 광학 이성질 분자의 구조를 규명하는데 널리 사용되고 있는 원편광 이색성 분광 측정법(circular dichroism)은 측정 시간이 수초에서 수 시간 정도로 매우 느리다. 따라서 극히 짧은 시간에 일어나는 대부분의 생물 화학적 현상, 예를 들어 단백질 접힘-풀림 현상, 단백질-핵산 결합 현상, 생체 분자와 신의약 화합물간의 상호작용 등과 같이 1조분의 1초에서 백만분의 1초에 완결되는 현상을 관찰하는 것은 원천적으로 불가능하였다.
이번 연구는 종래의 실험 방법 및 도구로 측정이 불가능한 극소 및 극초단 시그널을 증폭 측정할 수 있는 방법을 개발하였다.
이번 연구 결과는 고려대학교 조민행 교수가 2008년 9월 4일 Journal of Chemical Physics에 발표한 이론적 가설을 실험적으로 증명한 것이다. 또한, 이번 연구 결과를 도출하기 위하여 개발한 광증폭 및 간섭 장비에 대한 독창적이고 원천적인 아이디어는 이번 논문 발표뿐만 아니라 국내·외 특허 출원 중이다. (관련특허 : 펨토초 광학활성 자유유도감쇄 측정을 통한 원형이색성 및 광학회전분산 스펙트럼의 획득방법 [DP-2009-0046])
조민행 교수는 “연구 장비 개발은 기초연구 수준발전에 중요하고, 측정 장비 개발 수준이 그 나라의 기초연구 수준을 판단하는 기준이 되기도 한다”며, “이번 연구가 학문적으로는 동 장비를 이용하여 생명 현상의 메커니즘 규명, 그리고 산업적으로는 신약 개발을 위한 drug screening 장비로 개발이 가능할 것이다”라고 덧붙였다.
이번 연구는 고려대학교(다차원분광학 연구단)와 한국기초과학지원연구원(서울분소, 다차원분광학 연구팀(연구팀장 : 고려대학교 전승준 교수(全勝駿, 55세))간의 학·연 협력 연구로 추진하여 시너지효과를 극대화할 수 있었고 또한, 향후 학·연 공동 및 협력 연구의 필요성을 보여주는 좋은 사례가 될 것이다.
웹사이트: http://www.korea.ac.kr
연락처
고려대학교 화학과 조민행 교수 (02-3290-3133)
