초록 ▼

연구목표
펨토초 진동 분광법 및 단분자 분광법을 이용하여 단백질 접힘을 시작시키는 초기 동력특성과 불균일 분포를 갖는 미시적 접힘 경로 등을 밝혀내어 단백질 접힘의 속도론과 메커니즘에 대한 이해의 증진에 기여한다.
연구내용
높은 감도를 갖는 펨토초 적외선 분광기를 활용한 시분해 진동스펙트럼, 단분자 분광법, 및 펨토초 다차원 적외선 분광법을 활용하여 단백질 접힘의 속도론과 메커니즘 이해의 폭을 넓히는 일련의 연구를 수행하였다. 먼저 최근에 본연구진이 알아낸, 적외선 스펙트럼이 단백질 접힘 과정에 수반되는 수화/탈수에

연구목표
펨토초 진동 분광법 및 단분자 분광법을 이용하여 단백질 접힘을 시작시키는 초기 동력특성과 불균일 분포를 갖는 미시적 접힘 경로 등을 밝혀내어 단백질 접힘의 속도론과 메커니즘에 대한 이해의 증진에 기여한다.
연구내용
높은 감도를 갖는 펨토초 적외선 분광기를 활용한 시분해 진동스펙트럼, 단분자 분광법, 및 펨토초 다차원 적외선 분광법을 활용하여 단백질 접힘의 속도론과 메커니즘 이해의 폭을 넓히는 일련의 연구를 수행하였다. 먼저 최근에 본연구진이 알아낸, 적외선 스펙트럼이 단백질 접힘 과정에 수반되는 수화/탈수에 대한 탐침임을 활용해, 시분해 적외선 분광법으로 단백질소수기 접힘/풀림에 수반하는 수화/탈수의 속도론과 메커니즘을 밝혔다. 빠른 시간대에 단백질 접힘을 유도할 수 있는 단백질 접힘 광트리거분자에 대한 연구로부터 적합한 광트리거 분자를 찾아낸 후 이를 단백질에 부착하여 펨토초 시분해 진동 스펙트럼을 얻는다. 이는 단백질 접힘이 일어날 때 수반되는 단백질 분자의 부분적인 구조변화에 대한 동력학적인 정보를 줄 것이다. 이러한 지식을 기반으로 가장 많은 정보를 줄 수 있는 단백질-광트리거 결합을 얻어내어 펨토초 다차원 적외선 분광연구를 수행하였다. 이는 단백질 접힘 중에 일어나는 2차 및 3차 구조변화에 대한 구체적인 정보를 줄 것으로 기대된다. 또한 이러한 연구로 얻어낸 단백질에 대해 분자 beacon (분자의 형광이 주변 환경에 따라 On -Off 되는 분자)를 활용한 단분자 분광실험을 실행하였다. 다차원 적외선분광법과 단분자 분광법에서 얻어낸 정보를 결합하였을 때 단백질 접힘에 대한 매우 구체적인 깔때기 에너지조망형태를 실험적으로 완성할 수 있다. 이번 연구를 통해 얻은 단백질의 구조와 동역학에 대한 다양한 정보는 분자 동력학 모사실험으로 재생 가능할 것이고 이로부터 단백질 접힘에 대한 이해를 크게 증진시킬 수 있을 것이다.
기대효과
1. 펨토초 적외선 분광법으로 얻어낸 단백질의 구조와 동역학에 대한 다양한 정보는 단백질 접힘에 대한 매우 구체적인 깔때기 에너지조망형태에 대한 정보를 제공할 수 있을 것이다. 이러한 실험적 정보는 분자동력학 모사실험으로 재생 가능할 것이고 이로부터 단백질 접힘에 대한 이해를 크게 증진시킬 수 있을 것이다.
2. 실험수행과정에 개발하게 되는 펨토초적외선 분광법, 다차원 적외선 분광법, 단분자 분광법 등은 화학, 물리, 생물 반응의 중간체 또는 동적구조 연구에도 활용할 수 있을 것이다. 이것으로 중요한 화학반응들의 반응메커니즘 규명에 기여할 수 있다.
3. 본 연구 수행과정에 관련된 대학원생은 이 분야 전문가로 교육되어 새로운 분광법을 널리 확산하여 더욱 다양한 문제 해결에 이 방법들아 활용되는데 기여할 것이다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9
• Ⅲ. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10