연세대 WCU 성과 사이언스지 게재

[한경닷컴] 국내외 공동연구진이 질환의 발병과 진행과정을 분자 수준에서 확인할 수 있는 ‘생체 나노 센서’개발의 기초가 될 연구 성과를 내 사이언스(Science)지에 실었다.

연세대 세계수준연구중심대학(WCU) 지능형 나노복합체 연구단(단장 김동호 화학과 교수)은 10일 이화여대 WCU 사업단과 함께 인체 내 이온 결합을 통한 전자 이동 과정을 효율적으로 관찰할 수 있는 ‘초분자 복합체’를 최초로 합성하고 이에 대한 물리화학적 성질을 규명했다고 발표했다.연대 WCU 사업과 이대 WCU 사업에 각각 초빙교수로 참여한 조나단 세슬러 미 텍사스대 교수와 순이치로 후쿠즈미 일본 오사카대 교수 등이 참여한 이 연구성과는 사이언스지 9월호에 게재됐다.

연구진에 따르면 이온 결합을 통한 몸 안의 전자 이동은 호흡과 근육운동 등 생명현상을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.그러나 연구진에 따르면 최근까지 이온 결합에 대한 연구는 제한된 분자 시스템에 국한됐으며, 생체 내 많은 분자들이 결합하는 방법 중 하나인 호스트-게스트(Host-Guest)초분자체 복합체 연구는 이뤄진 적이 없었다.

연구진은 다양한 음이온 존재 하에서 호스트 분자인 '칼릭스 피롤' 분자와 게스트 분자들과의 이온 결합으로 이뤄지는 초분자체 연구를 진행했다.그 결과 초분자에 부착되는 음이온의 종류와 특성에 따라 호스트-게스트 분자간 결합 세기와 구조가 큰 차이를 보인다는 점을 밝혀냈다.특히 게스트 분자로 ‘비스이미다조리움 퀴논’을 사용해 형성된 공 모양의 초분자체에서는 생명현상 관찰에 중요한 전자전이 현상을 관측했다고 설명했다.연구진은 X-선 결정 구조분석과 다양한 분광학적 실험을 통해 이를 규명했다.

김동호 단장은 “신체 내 전자 이동 메커니즘을 보다 잘 규명할 수 있는 토대를 마련했으며 연구가 더 진행되면 신체의 미세한 변화를 감지하는 분자 질병센서 개발이 가능해 질 것”이라고 말했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com