DGIST- 단백질구조노화 실험실

생명과학과 김진해

DGIST 단백질구조노화 실험실은 단백질의 구조적 노화와 그에 따른 병리적 메커니즘을 원자 수준에서 규명하는 것을 주요 목표로 하고 있습니다. 단백질은 생명체 내에서 다양한 기능을 수행하지만, 시간이 지남에 따라 구조적 변형과 노화를 겪게 되며, 이는 다양한 질병의 근본 원인이 될 수 있습니다. 본 연구실은 고도화된 구조생물학적 분석 기법, 특히 핵자기공명(NMR) 분광법을 활용하여 단백질 노화 현상의 본질과 그에 따른 병리적 변화 과정을 심층적으로 연구하고 있습니다. 연구팀은 트랜스싸이레틴(Transthyretin, TTR)과 같은 대표적 아밀로이드성 단백질의 구조적 변화와 응집 메커니즘을 다양한 환경에서 관찰하며, 단백질의 동적 구조 특성과 병리적 응집 현상 간의 상관관계를 밝히고 있습니다. 이를 통해 단백질이 어떻게 노화되고, 그 과정에서 어떤 분자적 변화가 일어나는지, 그리고 이러한 변화가 질병으로 이어지는 경로를 규명하고자 합니다. 또한, 샤페론 단백질과 응집성 단백질 간의 상호작용을 분석하여, 샤페론이 병리적 응집을 억제하는 분자적 원리를 연구하고 있습니다. 철-황(Fe-S) 클러스터 생합성 메커니즘 역시 본 연구실의 중요한 연구 주제 중 하나입니다. Fe-S 클러스터는 세포 내 다양한 생화학적 반응에 필수적인 보조 인자로, 그 생합성 과정은 여러 단백질의 정교한 상호작용에 의해 조절됩니다. 본 연구실은 Escherichia coli 및 인간 미토콘드리아에서의 Fe-S 클러스터 생합성 메커니즘을 구조생물학적으로 규명하며, 단백질의 구조적 상태 변화와 상호작용 네트워크를 분석하고 있습니다. 이외에도, 단백질 응집 억제 및 구조 노화 복원을 위한 새로운 치료 전략 개발에도 힘쓰고 있습니다. 아밀로이드증 및 신경퇴행성 질환 등 난치성 질환의 예방과 치료를 위한 분자적 타깃 발굴, 치료제 후보물질 탐색, 그리고 구조 기반 신약 개발 연구를 병행하고 있습니다. 이러한 융합적 연구는 단백질 구조 노화와 관련된 다양한 질환의 근본 원인 규명과 혁신적 치료법 개발에 중요한 기여를 하고 있습니다. 궁극적으로 DGIST 단백질구조노화 실험실은 단백질 구조 노화의 분자적 기전을 완전히 이해하고, 이를 바탕으로 다양한 난치성 질환의 예방 및 치료에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다. 첨단 구조생물학적 분석과 융합적 연구를 통해, 생명현상의 복잡성을 해명하고 인류 건강 증진에 이바지하고자 합니다.