생명공학백서 4.1.6

4.1.6 구조 생물학

생화학과

2011026023

우수정

Contents

1. 구조생물학의 개요

2. 해외동향

3. 국내현황

4. 발전과제

5. 결론

1. 구조 생물학의 개요

1. 구조 생물학의 개요

단백질 대량 발현 및 정제 기술, 결정화 로봇의 진보, 방사

광 가속기를 이용한 위상의 결정 등 관련기술의 비약적인

발전

구조규명이 가능한 단백질의 범위가 넓어지고 속도가 빨

라짐

신약개발에 응용하는 연구가 활발함

2. 해외동향

(1) GPCR의 구조 및 응용

G-protein coupled receptor

(G-단백질 복합 수용체)

7개의 helix 구조가 중심

질병치료제 개발에 많이 사용되는

대표적인 막단백질

(2) PK의 구조 및 응용

2. 해외동향

Protein Kinase

(단백질 인산화 효소)

PK의 구조 중 ATP 결합

부위가 신약 결합부위로

많이 사용됨.

리간드 선택성 문제가 있어서

최근에는 알로스테릭 부위를

사용하려는 노력이 진행됨

(2) PK의 구조 및 응용

2. 해외동향

(3) 4세대 가속기 기술의 개발

단분자 상태의 원자수준 구조규명을 위해 두 가지의

조건을 충족

1. 강한 빛에 의해 단분자에서 나타나는 회절도 측정이 가

능

2. 방사선에 의한 damage가 일어나는 것보다 빠른 시간에

회절이 일어나고 detector에서 측정이 가능

구조규명을 위한 회절공간의 자료를 모두 얻을 수 없으므

로 동일한 시료를 여러 개 사용하여 측정하는 방법이 필요

시료를 한 분자씩 분무하는 기술이 개발됨.

이때 단분자들의 상대적 위치를 효과적으로 찾아내는 기

술도 개발됨.

2. 해외동향

(3) 4세대 가속기 기술의 개발

2. 해외동향

(1) PP의 구조 및 응용

PK에 의해 인산화된 단백질의 인산기를 떼어내는 역할

암, 당뇨병, 면역질환의 치료제 표적

구조기반 신약설계를 통한 다양한 골격의 저해제 화합물을

선별

(2) 중요 단백질의 구조규명

유비퀴틴 라이게이즈, ATP 의존 단백질분해효소 등 국내 연

구가 높은 수준의 학술지에 발표됨

(3) 4세대 가속기의 건설

2010년부터 미국에서 가동 시작

한국도 올해 2012년부터 건설이 시작되어 2014년 완공 예

정(유럽보다 앞선 세계 3번째)

3. 국내현황

구조생물학을 이용한 연구는 더욱 가속화 될 것으로 보임

4세대 가속기를 이용하면 결정을 만들지 않고도 단백질의

구조를 원자수준에서 규명하는 것이 가능하게 되었으므

로 막단백질의 구조를 활용한 신약 개발에 공헌

한국은 짧은 역사를 가지고 있지만 구조생물학을 응용한

생명현상 연구와 신약개발에 더욱 큰 공헌을 할 수 있을

것으로 예상됨.

4. 발전과제

이 발표 내용이 실험 세미나와도 관련 있는 내용이라서 많

은 것을 알 수 있었던 좋은 계기였던 것 같다. 처음 들으면

생소할 수도 있는 구조 생물학이라는 학문이 이제 조금은

친숙하게 느껴진다. 얼마 전에 배운 GPCR이라던지 여러

가지 기술들이 어디에 어떻게 쓰여지는지 알 수 있는 시간

이었다. 최근 신약개발에 사용되는 분야에 대해서도 알 수

있었다. 이 분야가 더 많이 발전 되어서 더 빠르고 더 정확

하게 단백질의 구조를 규명하여 특정 질병에 사용할 수 있

는 표적 신약을 개발하는데 많은 도움을 주길 바라고 나

도 그 도움에 일조할 수 있는 좋은 연구원이 되고 싶다.

5. 결론

http://www.biochem.mpg.de/baumeister/

http://www.caliperls.com/products/contract-research/in-

vitro/gpcrs/gpcr-functional/

http://jkweb.berkeley.edu/external/pdb/2006/pellicena-

cosb/index.html

Reference

Thank You !