일반적인 단백질은 정형화된 3차원 입체 구조를 가질 때 정상적인 기능을 수행한다고 알려져 있다. 인체 단백질의 약 33%는 마치 흐물거리는 실타래처럼 특정한 구조나 형태 없이 끊임없이 변화하는 ‘무정형 단백질’이다.
무정형 단백질은 세포 내 신호 전달 등 필수적인 역할을 수행하지만, 비정상적으로 변형되거나 뭉치게 될 경우 치매로 대변되는 알츠하이머·파킨슨병과 같은 신경 퇴행성 질환 및 이형 당뇨병과 등의 대사질환을 유발하는 핵심 원인이 된다.
워낙 변화무쌍하게 움직여 다양한 질환 발생 과정에서 나타나는 구체적인 변형 기전을 밝혀내는 데에는 기술적 한계가 존재해 왔다.
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연구진은 실험을 통해 얻은 핵자기공명분광학(NMR) 데이터를 이 후보군에 대조하여 실제 단백질 상태에 가장 근접한 구조에 높은 가중치를 부여하는 ‘최대 엔트로피’ 기법을 적용했다. 이 기술은 단백질이 아주 짧은 순간만 형성하는 중간 단계의 구조까지 정확하게 식별해낼 수 있다는 점이 가장 큰 특징이다.
이번 연구는 DGIST 전주형 석·박사통합과정생이 제1저자로 참여했으며, DGIST 유우경·김진해 교수와 KBSI 이영호 박사가 공동 교신저자로 이름을 올렸다. 해당 연구 결과는 과학 분야의 세계적 권위지인 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 2월 18일 게재됐으며, 한국연구재단(NRF)과 한국기초과학지원연구원(KBSI) 등의 지원을 받아 수행했다.
