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미국 MIT의 화학자들은 수 백만 개의 새로운 단백질을 신속하게 합성하고, 에볼라와 기타 바이러스에 대항할 수 있는 약물을 스크리닝하는데 사용할 수 있다고 보고했다. 관련 연구는 Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)에 게재되었다 ( www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1722633115 ). 살아있는 세포가 만든 모든 단백질은 유전 암호에 의해 프로그램 된 20 개의 아미노산의 조합으로 만들어진다. 이번 연구는 자연계에 존재하지 않은 아미노산을 이용해서 단백질을 화학적으로 합성한 것이다. 제노단백질(Xenoproteins)이라고 명명한 단백질들은 천연 단백질과 비교해서 많은 잇점이 있다. 제노단백질은 안정하고, 천연 단백질 약물과 달리 냉동이 필요하지 않으며, 면역 반응도 일으키지 않는다고 연구진은 설명했다. 이번 연구는 4년 전 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)라는 프로젝트로 시작되었으며, 자연의 단백질을 모방하지만, 비천연 아미노산으로 만드는 방법을 고안하는 것이 목표였다. 이를 위해서 연구진은 빠르게 단백질 사슬을 합성할 수 있는 방법을 개발했다. 이를 통해 지금은 원하는 필요한 모든 화학반응을 빠르게 수행할 수 있게 되었으며, 원하는 단백질을 몇 분 안에 합성할 수 있게 되었다고 연구진은 주장했다. 연구진은 제노단백질의 빌딩 블락으로 16개의 거울상 아미노산을 사용했다고 밝혔다. 아미노산은 L과 D형으로 알려진 두 가지 다른 입체형태가 있는데, 세포에는 L형 아미노산만이 존재한다. 연구진은 모든 아미노산의 거울상 입체형태가 D형이고, 아미노산이 30개 포함된 수 백만 종의 단백질을 만드는데 합성 화학을 사용했다. 이들 단백질은 자연에 존재하는 트립신 억제제와 비슷한 접힘 구조를 가지고 있다. 지금까지 어떤 연구진도 비천연 아미노산로 이루어진 단백질을 순수하게 만들지 못했다. 비록 몇 개의 거울상 아미노산이 삽입되기도 했지만, 일반적으로 그 숫자는 한계가 있었다. 연구진은 합성된 제노단백질을 이용해서 인플루엔자 바이러스 표면 단백질에 대한 IgG 항체에 결합하는 단백질을 찾기 위해 노력했다고 말했다. 항체는 형광 물질로 표지한 다음 제노단백질과 혼합했다. 다음으로 형광-활성 세포 분류라고 불리는 시스템을 이용해서, 형광성 IgG 분자에 결합하는 제노단백질을 분리해 낼 수 있었다고 연구진은 밝혔다. 몇 시간 만에 스크린은 완료되었으며, 이를 통해 타깃에 결합하는 몇 개의 제노단백질을 확인할 수 있었다는 것이 연구진의 설명이다. 이 밖에도 연구진은 탄저균 독소와 에볼라 바이러스에 의해 생성된 당 단백질과 결합하는 제노단백질도 찾아낼 수 있었다고 다른 연구 논문에 보고했다. |
