| 알루미늄이 인체의 생물독성에 미치는 신규 분자메커니즘 | ||
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 중국과학원 상해응용물리연구소는 중국석유대학 황방(黄方) 교수와 협력연구를 통해 양자컴퓨팅, 분자동력학 모의시험과 싱크로트론방사스펙트럼 등 스페트럼학 실험과 결합시키는 방법으로 알루미늄이 단백질 구조에 미치는 영향을 연구하였고 알루미늄이 인체 생물독성에 미치는 새로운 분자메커니즘을 규명하였다고 밝혔다. 연구성과는 “practical chemistry”지 표지에 실렸다. 1990년대부터 관련 연구를 통해 알루미늄의 인체에 대한 유해성, 특히 알루미늄의 장기적인 소량의 섭취가 노인치매 등과 같은 신경계통 질병에 미치는 영향이나 심지어 어린이 성장, 발육과 지력에 영향을 미친다는 것이 입증된 바 있다. 하지만 알루미늄이 어떻게 단백질과 작용하여 생물독성을 유발하는 분자를 형성하는 지에 대한 메커니즘은 규명된바 없다. 상해응용물리연구소의 숭버(宋波), 가오싱위(高兴宇), 팡하이핑(方海平) 등 연구팀은 알루미늄이 지닌 이온결합과 공유결합이 공존하는 화학적 특성에 근거해 알루미늄이온에너지가 신경퇴행성 질병과 관련된 단백질 골조의 질소원자, 산소원자와 동시에 화학결합을 통해 고리모양구조를 형성하면서 단백질의 이차구조를 파괴하기 때문에 단백질이 불가역적인 변성과 축적을 유발한다는 것을 발견하였다. 연구팀은 PGK 단백질을 사례로 싱크로트론방사스펙트럼, XPS, CD, NMR 등 실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. CD 실험결과, 알루미늄이온은 PGK단백질로 하여금 불가역적인 변성과 축적을 유발한다. 싱크로트론방사스펙트럼과 XPS 실험결과, 단백질 축적물질에서의 알루미늄이온은 환원 현상이 뚜렷하며, 이론계산을 통해 얻은 알루미늄이온 성질과 일치하였다. NMR 실험결과, 축적물질의 단백질 골조에 질소원자와 알루미늄이온의 공유결합이 존재하였다. 전문가들은 알루미늄이온과 단백질과의 결합, 단백질 골조에서 유도하는 고리모양구조는 새로운 작용형태로서 금속이온과 생물분자의 작용메커니즘을 이해하기 위해 새로운 시각을 부여하였고 대뇌와 관련된 질병의 분자메커니즘을 규명하는데 중요한 의의를 지닌다고 평가하였다. 이 연구성과는 질병예방, 약물설계 및 생물나노기술, 환경치유 등 분야에서 광범위하게 응용될 전망이다. 이 연구는 중국과학원 상해응용물리연구소, 중국석유대학, 싱가포르 재료공정연구소, 싱가포르대학, 북경대학, 중국과학원 청도바이오에너지과정연구소 및 미국 IBM Thoms J. Watson 연구센터와 협력연구를 통해 수행되었다. 또한 중국과학원, 국가자연과학기금위원회, 중국과학기술부, 중국과학원 수퍼컴퓨터센터와 상해수퍼컴퓨터센터 등의 많은 지원을 받았다. 정보출처 : http://www.wokeji.com/explore/qykj/201411/t20141127_878391.shtml |
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