한빛사 인터뷰
- 등록2023-07-12
- 조회2,637
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
진균은 식물의 대표적인 분해자의 역할을 하며, 식물은 이러한 진균을 비롯해 여러 주변 환경으로부터 자신을 지키기 위해서 항진균 효능을 가진 화합물을 생산하고 체내에 저장하고, 이러한 화합물은 식물이 죽은 뒤에도 여전히 남아있게 됩니다. 목재부후균은 이와 같은 죽은 식물을 분해하여 양분을 얻는 대표적인 부후균으로, 식물이 가지고 있는 다양한 화학 구조의 화합물을 대사할 수 있는 능력이 필요하게 됩니다. 이를 토대로 다양한 기질에 작용할 수 있는 기질 선택성 (broad substrate specificity)을 가진 효소의 발굴을 기대할 수 있습니다.
본 연구에서 목재부후균 22 종을 대상으로 배양액에 첨가한 다양한 구조의 식물 유래 화합물의 구조 변화를 대사체 분석을 통해 대부분의 균주에서 대사가 일어남을 확인하였습니다. 그중 다수의 화합물에 오탄당을 결합시키는 겨울구멍장이버섯 (Lentinus brumalis)를 선발하였습니다. 그리고 이 균주에 대해서 전장유전체 및 전사체 분석을 하였고, 해당 균주로부터 화합물에 당을 부착하는 당 전이 효소를 분리하고 이를 포함하는 형질전환 대장균을 제작하여 발현시켰습니다.
UGT66A1으로 명명한 이 효소는 다른 당에 비해 자일로스에 더 높은 선호도를 가지고 있으며, 식물 성분뿐 아니라 합성 약물인 ezetimibe, levothyroxine, raloxifene에도 자일로스 결합을 촉진하였습니다. 추가적인 효소공학적 개량을 거치면 유용한 생체 촉매로 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다.
이번 연구는 그동안 자연계에서 찾기 어려웠던 효소를 대사체 및 유전체 마이닝을 통해 발굴하고 활성을 확인해, 단시간 내에 미생물이 가지고 있는 효소의 반응성과 기질 특이성을 밝혀내고, 더불어 생체 촉매의 풀(pool)을 확장했다는 점에서 큰 의미가 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 숙명여자대학교 천연물 화학 연구실에서 강교빈 교수님 지도하에 공부 및 연구를 진행하고 있습니다.
저희 연구실에서는 NMR 및 MS 등의 첨단 분석기술을 활용하여 식물 및 진균과 같은 천연 소재로부터 소분자 화합물 위주의 연구를 수행하고 있으며, computational technique을 활용하여 대규모의 대사체학 데이터를 효율적으로 분석하는 기술을 보유하고 활용하고 있습니다. 이를 통해 신약개발 소재가 될 수 있는 생리활성 물질을 발굴하거나, 한약제제의 품질관리 기법 개발 연구를 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
분석연구 이외의 다양한 분야의 연구를 수행하며 각 영역에 대한 이론을 공부하고 이들을 서로 연결하는 과정에서 시행착오도 있었지만 좋은 성과를 낸 것 같아 뿌듯합니다. 실험부터 논문 작성까지의 과정이 쉽지 않았지만, 하나씩 데이터가 쌓여가며 최종적으로 연구 결과가 논문으로 게재가 되었을 때는 차곡차곡 모아오던 적금을 타는 순간처럼 보람되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저도 이제 연구를 시작하는 신분으로 어떤 내용을 전달 드려야 할 지 조심스럽습니다. 여러 분석 장비들이 발전함에 따라 새롭게 등장하는 분석 기법과 이를 활용한 대사체학 연구를 알아가는 것은 즐거운 일입니다. 더불어, 분석 연구 이외에 생물학을 비롯한 다양한 분야의 논문을 읽으며 전체적인 시야를 넓히며 이를 본인의 연구에 접목한다면 더욱 좋은 결과를 도출할 수 있을 것입니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재까지 했던 연구에서 대사체학적 분석 기법을 활용하여 신약 후보 물질이 될 수 있는 합성 화합물 또는 천연물 시료에 포함된 다양한 화합물들을 정성적으로 분석하여 왔습니다. 좀 더 확장하여 이들의 생체 내 효소에 의한 생체 전환 생성물의 구조를 규명, 표적 단백질과 결합능이 있는 약물을 찾는 것과 같이 단백질-소분자 사이의 결합을 접목하여 연구를 이어 나갈 계획입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
항상 같이 고민해주시고, 좋은 연구를 할 수 있도록 여러 조언을 주신 강교빈 교수님께 감사의 말씀 전합니다. 그리고 본 연구에 도움 주신 논문 저자분들에게도 감사드립니다. 그리고 각자 연구를 열심히 하면서도 서로 도와주며 즐겁게 지내는 우리 연구실 멤버들, 제가 좋아합니다. 이번 과정을 바탕으로 앞으로도 더 좋은 연구자가 될 수 있도록 노력하겠습니다.
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# mass spectrometry
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