abs

학술발표회초록보기

초록문의 abstract@kcsnet.or.kr

결제문의 member@kcsnet.or.kr

현재 가능한 작업은 아래와 같습니다.
  • 03월 02일 17시 이후 : 초록수정 불가능, 일정확인 및 검색만 가능

제109회 대한화학회 학술발표회, 총회 및 기기전시회 안내 Investigating Three-Dimensional Structures of Protein Intermediates in Solution Using Time-Resolved Wide-Angle X-ray Scattering

등록일
2012년 2월 21일 10시 50분 04초
접수번호
1303
발표코드
PHYS.P-490 이곳을 클릭하시면 발표코드에 대한 설명을 보실 수 있습니다.
발표시간
4월 25일 (수요일) 18:00~21:00
발표형식
포스터
발표분야
물리화학
저자 및
공동저자
김종구, 김태우, 김영민, 이효철
KAIST 화학과, Korea
분자의 거동을 연구하는 데 개발된 많은 물리화학적 측정 기법 및 분석 방법이 눈부시게 발전했음에도 단백질 분자 같은 거대 분자들의 용액상에서의 3차원 분자구조 변화를 펨토초에서 나노초 영역까지 규명하는 것은 여전히 숙제로 남아 있다. 특히 단백질을 이루는 알파 헬릭스들이 빠르게는 펨토초에서 시간에 따라 어떻게 그 배치가 변하는지와, 피코초 및 그 이후 시간대에서 생성되는 단백질 반응 중간체들의 알파 헬릭스의 재배치 등 매우 상세한 3차원 구조동력학적 정보를 실험적으로 측정하고 분석하는 일은 학계에 아직 보고된 적 없는 난제 중의 하나다. 시간에 따른 단백질의 3차원 구조 변화를 측정할 수 있는 방법 중의 하나인 '시간분해 광각 엑스선 산란법(Time-resolved wide-angle x-ray scattering)'을 이용한 단백질의 구조 동력학 연구에 대해 논하고자 한다. '시간분해 광각 엑스선 산란법'은 용액상 단백질의 반응을 레이저 펄스 등으로 개시하고, 특정 시간이 지난 뒤의 구조적 변화에 대한 정보를 용액상 회절 패턴을 통해 얻어낸다. 이렇게 얻어진 시간에 따른 회절 패턴의 변화를 이용하여 '특이값 분해(Singular Value Decomposition)' 라는 선형대수학적 방법을 이용하면 반응중간체들의 회절 패턴에 대한 정보와 반응중간체들의 농도 변화에 대한 정보를 나누어 볼 수 있게 된다. . ‘특이값 분해’로부터 얻어진 정보들은 실제 실험에서의 반응중간체의 회절 패턴, 그것들의 농도 변화와 회전 변환의 관계이기 때문에 이를 보정해주면 반응중간체들의 고유한 회절 패턴과 반응의 메커니즘, 각 단계 반응의 시간상수에 대한 정보를 도출해낼 수 있다. 이렇게 얻어낸 회절 패턴을 이용해 동종이합체 헤모글로빈 단백질 (Homodimeric hemoglobin)의 광분해 반응 중간에 나타나는 반응중간체들의 3차원 구조 분석을 시행하였다. 구조 분석은 강체 모델링의 방법을 이용하여 헬릭스를 기본 단위로 한 각 강체들이 실험 결과를 만족하는 동시에 화학적으로 안정한 방향으로 변화되도록 포텐셜을 정의하여 변화하도록 하였다. 또한, 전역 최소점에 위치하는 구조를 찾기 위하여 몬테카를로법을 접목하였다. 구조 분석 결과, 동종이합체 헤모글로빈의 리간드 광분해 이후 나타나는 세 반응중간체의 사차구조적 변화에 대한 구체적인 정보를 얻어낼 수 있었다. 또한, F97Y 변이 단백질의 동력학 연구도 변행하여 특정 아미노산 잔기의 역할과 그에 따른 동력학적 변화에 대하여도 연구하였다. F97Y 단백질의 '시간분해 광각 엑스선 산란법' 데이터를 분석한 결과, 첫 번째, 두 번째 반응중간체의 구조는 거의 비슷한 반면, 마지막 세 번째 반응중간체의 구조가 두 서브 유닛 사이의 물 분자의 개수, 두 헴기의 거리 등에서 차이를 보임을 밝혀내었다.

상단으로