IBS, ‘분자 탄생 순간’ 관측 성공

국내 연구진이 원자끼리 만나 분자를 이루는 화학결합의 순간을 실시간으로 관측하는데 성공했다. 추후 실험 대상을 단백질에까지 확장하면 단백질 구조 변화의 시발점을 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다.

미래창조과학부소속 기초과학연구원(IBS)의 나노물질 및 화학반응 연구단 이효철 그룹리더(KAIST 화학과 교수) 연구팀이 세계 최초로 특수 광원을 이용해 원자간 화학결합을 실시간으로 관측하는데 성공했다고 22일 밝혔다.

연구진은 화학결합의 순간포착을 위해 평소에는 가까운 곳에 흩어져 있다가 레이저(빛)를 쏘아주면 반응해 화학적으로 결합하는 성질이 있는 금 삼합체(gold trimer)를 실험모델로 삼았다.화학결합이 이뤄지는 1조 분의 1초의 찰나를 관측하기 위해 펨토초(1천조 분의 1초) 엑스선 펄스라는 특수 광원을 이용해 광반응에 따른 금 삼합체 원자의 구조 변화를 엑스선 회절 이미지로 구현해 냈다.

2005년 분자결합이 끊어지는 과정을 밝히고 사이언스(Science)에 논문을 게재했던 이효철 그룹리더는, 이후 10년만에 분자의 결합이 이뤄지는 과정까지 관측함으로써 화학반응의 시작과 끝을 밝혀내는 쾌거를 이루게 됐다.향후 연구진은 펨토초 엑스선 회절법을 단백질의 탄생 순간과 단계별 구조 변화를 밝히는 데 적용할 계획이다. 이를 통해 단백질 반응의 제어, 질병 치료, 신약 개발 등에 필요한 기초정보 제공이 가능할 것으로 기대하고 있다.