'주인-손님 전략' 활용해 동물 유래 시알산 분석
고려대·충남대 연구팀 "많은 시간 들이지 않고도 정량 확인"
왼쪽부터 고려대 김준곤 교수, 충남대 안현주 교수, 고려대 이현희 박사과정 [한국연구재단 제공=연합뉴스]
한국연구재단은 고려대 김준곤·충남대 안현주 교수 연구팀이 유도체화하지 않고도 포유류 시알산(sialic acid)을 분석하는 방법을 내놨다고 18일 밝혔다.
치료용 단백질은 여러 종의 세포나 추출물들을 통해 생산되고 있다.
글리콜뉴라민산(Neu5Gc)을 비롯한 시알산도 그중 하나다.
포유류 세포 및 추출물로 만든 글리콜뉴라민산을 먹으면 우리 몸에서는 면역 반응이 일어난다.
반복적으로 투여하는 의약품에서 함량을 정확히 확인하는 건 이 때문에 중요하다.
기존 연구는 주로 액체 크로마토그래피를 사용해 글리콜뉴라민산을 분리하는 방식을 고안했다.
이때 또 다른 시알산인 아세틸뉴라민산(Neu5Ac)과 구분하기 위해 많은 시간을 들여 유도체화하는 과정이 필요하다.
유도체화는 분석 대상 물질 검출 감도를 높이기 위해 적당한 유도체로 변환하는 것을 뜻한다.
시알산 분석을 위한 주인-손님 전략 설명도 [한국연구재단 제공=연합뉴스]
연구팀은 유도체화 없이 기체상 '주인-손님' 화학법이라고 불리는 방식을 이용해 두 종류의 시알산을 높은 감도로 분석했다.
'주인-손님' 화학은 주인 역할을 하는 분자가 자신의 분자 구조 안에 손님 분자를 선택적으로 받아들여서 안정한 복합체를 형성하는 현상이다.
연구팀에 따르면 두 시알산의 용액 상태 농도비는 기체 상태에서 주인-손님 복합체 비율과 비례했다.
복합체 형성 비율은 주인 분자 구조 인식 능력에 따라 결정된다.
이 점을 이용해서 각 시알산 복합체 이온 세기를 비교해 분석하는 게 핵심 원리다.
개발된 분석법은 글리콜뉴라민산을 최소 농도 1.6pmol(피코몰)까지 정량할 수 있다.
유도체화가 필요한 기존 분석법과 비슷하다.
기체상 주인-손님 화학을 이용한 시알산 정량.
(a) 서로 다른 농도를 가진 시알산 혼합액 내 시알산 복합체 비율. 시알산 농도비가 기체상 복합체 비율과 선형 관계를 가지고 있다.
(b) 기체상 주인-손님 화학을 이용한 당단백질 내 시알산 정량.
기존 분석값과 이 연구 전략을 통해 얻은 값이 유사하다. [한국연구재단 제공=연합뉴스]
연구팀은 세툭시맙이나 에리스로포이에틴 등을 포함한 7종의 당단백질에서 시알산 함량을 확인할 수 있었다.
김준곤 교수는 "새로운 질량분석법 기반 분석법을 개발하고, 이를 실제 현장에서 겪는 문제 해결에 적용한 사례"라며 "분석이 어려운 다른 표적 물질에도 기술을 적용할 수 있도록 추가 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.
연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 등 지원으로 수행했다.
성과를 담은 논문은 지난달 28일 국제 학술지인 미국화학회지(JACS)에 실렸다.
연합뉴스 이재림 기자
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