분자 비대칭 반전 원리 규명

경상대 이성심 교수·이은지 박사, 미국화학회지에 논문 게재

경상대학교는 자연과학대학 화학과 이심성 교수, 이은지 박사 연구진이 ‘필라크라운’이라는 초기능성 모형물질을 개발해 금속염과의 상호작용을 통해 DNA 등 이중나선 구조의 주요인으로 알려진 분자의 비대칭 반전(Chiral inversion) 원리를 규명했다고 23일 발표했다.

실제 생물 및 합성 고분자의 나선구조는 이를 구성하는 분자의 비대칭성에 기인하는 경우가 대부분이다. 따라서 이들 나선형 구조와 구성 분자의 비대칭성과의 상관성 및 제어인자를 규명하는 것은 유전자 발현 등 생명과학은 물론 나노바이오 소재 개발의 주요 이슈이다.

이심성 교수 연구진은 ‘필라크라운’이라는 이중고리 분자(두 고리가 원형기둥과 왕관을 닮아 붙여진 이름)를 합성한 후 이들을 구성하는 두 거울상 이성질체를 분리했다. 그리고 이들 사이의 가역적인 상호반전이 금속 이온 및 음이온에 의해 제어된다는 사실을 X-선 결정학, 핵자기공명 및 원편광이색성 분광학 등의 첨단 실험방법으로 규명했다. 이는 기초과학적 연구이지만 관련 초분자화학의 진보는 물론 생명과학 및 최근 주목 받는 나노바이오 융합소재 개발에 크게 기여할 것으로 보인다.

이 연구결과는 화학 및 응용화학 분야 최정상 학술지인 ‘미국화학회지’(Journal of the American Chemical Society, 인용지수 14.357) 최신호에 게재됐다.

이 논문의 제1저자인 이은지 박사는 올 2월 이심성 교수 연구실에서 박사학위를 취득한 후 동 대학원 두뇌한국(BK)21+ 사업단(단장 김윤희 교수)에서 박사후 연구원으로 활동 중이다. 박사학위 과정 중에는 미래 노벨과학상 후보 육성사업으로 불리는 한국연구재단 미래기초과학핵심리더 양성사업의 펠로우에 선정되어 재정적 지원을 받아왔다.

이은지 박사는 이번 연구결과를 7월 30일부터 8월 4일까지 일본 센다이에서 개최된 제43회 국제배위화학 콘퍼런스(ICCC2018)에서 발표하여 우수논문발표상을 수상했다. 이 학술대회는 2년마다 개최되며 올해에도 쟝 피에르 사비지 교수(2016년 노벨화학상 수상) 등 전 세계에서 2500여 명의 배위화학자가 참가했다.

그 외에도 이은지 박사는 일본 정부가 전 세계적으로 우수한 젊은 연구자를 선발하여 2년간 전액을 재정 지원하는 JSPS 펠로십에도 선정되어 오는 9월부터는 일본에서 국제 공동연구를 수행하게 된다.

이번 연구에는 경상대 정종화 교수, 박사과정 주희영씨, 박인혁 박사(현 싱가포르대 연구원), 일본 토호대 요이치 하바타 교수와 순수케 구와하라 교수, 치바공대 마리 이케다 교수가 공동 연구진으로 참여했다. 이 연구는 한국연구재단 핵심기초사업(연구책임자 이심성 교수) 및 기초연구실(BRL) 지원사업(연구책임자 정종화 교수)의 재정지원을 받아 이루어졌다.

정희성기자

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