초록 ▼

연구개요
단백질은 여러 가지 기능을 하는 생체 분자이다. 단백질이 이러한 기능을 수행할 때 단백질의 구조 변화가 생기는데, X-ray나 NMR을 이용한 구조 생물학에서는 중간의 구조변화를 모두 측정하기 힘들다. 본 연구에서는 단백질의 구조 변화에 대한 정보를 어느 정도 측정할 수 있는 수소-중수소 치환 질량분석기 (Hydrogen Deuterium Exchange Mass Spectroscopy, HDX-MS) 실험 결과로부터, HDX-MS 결과를 예측할 수 있는 분자동역학 시뮬레이션을 개발하여 단백질의 구조 변화를 기술하고자

연구개요
단백질은 여러 가지 기능을 하는 생체 분자이다. 단백질이 이러한 기능을 수행할 때 단백질의 구조 변화가 생기는데, X-ray나 NMR을 이용한 구조 생물학에서는 중간의 구조변화를 모두 측정하기 힘들다. 본 연구에서는 단백질의 구조 변화에 대한 정보를 어느 정도 측정할 수 있는 수소-중수소 치환 질량분석기 (Hydrogen Deuterium Exchange Mass Spectroscopy, HDX-MS) 실험 결과로부터, HDX-MS 결과를 예측할 수 있는 분자동역학 시뮬레이션을 개발하여 단백질의 구조 변화를 기술하고자 한다.

연구 목표대비 연구결과
전반적인 방법론 개발과 소프트웨어(웹서버)개발은 목표만큼 수행하였음.
본 연구에서 해결하고자 하였던 IDE (Insulin Degraded Enzyme)에 대한 분자동역학 시뮬레이션 수행을 수행하여 open/close의 구조에 대한 설명을 수행하였음. 더 좋은 비교결과를 얻고자 Normal mode를 이용한 시뮬레이션을 하였으나 원하는 결과를 얻지 못하였음
● HDX-MS실험과 분자 동역학 시뮬레이션 비교 방법 개발함. (100%)
● HDX-MS실험과 MD를 비교하는 Web-server 구축 (100%)
● 열린 구조와 닫힌 구조의 IDE에 대한 분자 동역학 수행 분자동역학 시뮬레이션을 잘 수행하였음. (100%)
● Normal Mode를 이용한 IDE 단백질에 대한 분자동역학 수행하였으나 원하는 결과를 얻지 못하였음 (50%)
● IDE 단백질에 대한 실험과 시뮬레이션 비교 분석 - 일반 분자동역학을 이용한 것과 비교연구를 잘 수행하였으나 Normal mode를 이용한 시뮬레이션의 결과와 비교하지는 못하였음 (50%)

연구개발결과의 중요성
(1) 단백질의 구조변화는 생체내안에서 일어나는 여러 가지 기능과 밀접한 관련이 있다. 단백질의 구조 변화에 대한 연구는 먼저 기초학문적으로 단백질에 대한 기능에 대한 이해를 할 수 있다. 또한 구조 정보를 바탕으로 기능을 조절하는 응용연구에 대한 기반도 마련할 수 있기에 중요하다.
(2) 계산과 실험을 연결하는 하나의 모델을 제시할 수 있고, 계산과 실험을 융합하여 연구하는 관점에서 중요하다.
(3) 현재까지 대부분의 HDX-MS를 설명하기 위한 모형은 단백질의 X-ray 구조로부터 수행되어서, 구조변화를 설명하지 못하였기에, 본 연구를 통하여 HDX-MS와 구조변화를 함께 기술할 수 있기에 중요하다.
(4) 인슐린 분해효소에 대한 연구는 인슐린 분해효소와 관련된 당뇨병과 알츠하이머 질병의 현상 설명과 치료에 대한 가능성에 대한 원자적인 관점의 정보를 제공하여 여러 가지 질병과 관련된 약 및 치료 방법 개발에 대한 기초적인 지식을 제공할 수 있게 된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) HDX-MS 실험과 분자동역학 시뮬레이션을 비교하는 모형 개발 ... 4
• (2) 인슐린 분해효소에 대한 분자동역학 수행 및 비교 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 8