한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
X선 결정학을 이용하여 단백질의 3차원 구조를 규명하고, 단백질의 기능과 그 기능의 조절 기전을 연구하고 있습니다.
저희 연구진은 병원균의 독소-항독소 단백질에 대하여 깊은 관심을 가지고 있으며 이에 기반한 새로운 기전의 항생제 개발을 목표로 합니다. 독소-항독소 시스템은 독성을 가진 독소와 그 독성을 무력화하는 항독소 단백질로 구성되며 전사, 번역, 복제 등 다양한 세포 대사에 관련된 주요 단백질입니다. 이번 논문에서는 새로운 타입으로 분류되는 제 7 유형 HEPN-MNT 독소-항독소 시스템의 구조와 기능에 대한 연구를 수행하였습니다. 특히 HEPN 독소 단백질의 Self-assembly에 의하여 활성 cleft를 가리는 자가 억제 기전에 대하여 중점적으로 다루었습니다.
최근 인공지능의 발달로 alphafold라는 엄청난 도구가 탄생하였습니다. 이로 인해 저희와 같이 실험적으로 단백질의 구조를 규명하는 연구자들의 입지가 줄어들지 않을까 하는 생각이 들었던 때도 있습니다. 그러나, 아직 복합체 구조 등에서 한계가 있기 때문에, 아직까지 실험적 규명이 필요한 상황입니다. 연구자로서 앞으로도 alphafold를 적극 활용하면서 더욱 복잡한 단백질 구조를 규명하여, 인공지능과 단백질 구조 연구 모두가 발전할 수 있도록 많은 구조 정보를 규명하고 제공하겠습니다. 또한 구조생물학연구는 단백질의 구조를 도출하는 것이 끝이 아니라 연구의 시작이라 생각합니다. 도출한 구조 정보를 통해 단백질의 작용 기전을 분자 수준에서 해석하고 증명하는 것이 연구의 핵심이기 때문에, 단백질 입체 구조 연구의 전망은 앞으로도 밝다고 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
아주대학교 약학대학, 서울대학교 약학대학, 숙명여자대학교 약학대학의 협업을 통하여 이번 연구를 성공적으로 진행할 수 있었습니다. 이봉진 학장님, 한병우 교수님, 김도희 교수님께 지도를 받으며 세 기관의 우수한 연구시설을 모두 활용할 수 있었습니다. 이봉진 학장님께서 서울대학교에 재직 중이시던 때부터 본 연구를 시작하였으며 교수님께서 아낌없는 지원과 지지를 주셨습니다. 부족한 저에게도 항상 잘했다 응원해주시고 끝까지 지도해주심에 진심으로 감사드립니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
단백질의 구조를 알아야만 그 단백질의 기능과 조절 기전을 분자적 수준에서 설명할 수 있습니다. 이번 연구에서도 HEPN 단백질의 고해상도 구조를 규명하였기에 기존에 알려진 것과 다른, 새로운 활성 부위를 찾아낼 수 있었으며, self-assembly 되어 사량체를 형성하였을 때 새로운 활성부위를 공간적으로 가리고 있음을 발견 할 수 있었습니다. 이처럼 단백질의 3차원 입체구조는 연구자들에게 연구에 대한 지도를 그려주는 것이라고 생각합니다. 단백질의 기능과 작용기전에 대한 합리적인 가설을 세울 수 있게 해주고, 이를 어떻게 증명할 수 있을지 힌트를 만들어 줍니다. 뿐만 아니라 약물이 들어갈 pocket, interface 에 대한 정보를 제공하여 알맞은 약물을 찾아주고 최적화할 수 있도록 도면을 제공합니다.
이처럼 구조를 통하여 의미 있는 정보를 찾아 가설을 세우고 다양한 assay를 통해 그것이 맞다는 것을 증명할 때 즐거움을 느끼고, 구조 연구하길 잘했다 생각이 듭니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
부족한 저이지만, 감히 한 말씀 드린다면, 실망은 잠깐만 하라고 말씀드리고 싶습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
앞으로도 구조생물학 연구에 매진할 계획입니다. 그동안 x-선 결정학을 주로 이용하였지만, 이제는 NMR, Cryo-EM 등도 적극 활용할 생각입니다. 각 방식의 장점을 활용하여 좋은 연구를 진행하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번 연구를 이끌어주신 공동 1저자 김성룡 박사님께 감사의 말씀 전하고 싶습니다. 2021년도부터 지금에 이르기까지 박사님께 많은 것을 배웠고, 앞으로도 많은 가르침을 구할 것 같습니다. 정말 감사합니다. 이봉진 학장님, 항상 따스하게 지도해 주셔서 감사합니다. 학장님의 아낌없는 지원과 가르침 덕분에 좋은 결과 있었던 것 같습니다. 또한 박사과정 지도 교수님이신 한병우 교수님, 부족한 저를 제자로 받아주시고 세심하게 지도 해주셔서 진심으로 감사드립니다. 김도희 교수님, 항상 열성적으로 좋은 가르침을 주셔서 감사합니다. 마지막으로 부모님(전홍민, 김향란), 귀여운 조카 최인아 어린이 및 다른 가족들 항상 사랑하고 감사합니다.
#구조생물학
# X-선 결정학
# 독소-항독소 단백질
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