분자에 찍는 도장

아주 작은 플라스틱 각인과 생물학적 분자의 모형은 신약 개발을 가속화하고 생화학 테러 공격을 경고하며, 환경의 독성을 제거할 수 있다.
글 | Klaus Mosbach















30여 년 전, 스웨덴 룬드 대학교에서 필자는 제자들,다른 연구진과 함께 나노미터 규모에서 작동하는 일종의 ‘피싱 네트(fishing nets, 어망)’를 개발했다. 우리가 만든 이 네트는 살아 있는 세포뿐 아니라 효소와 다른 분자 등과 같은 더 작은 생물학적 물질들까지 걸러낼 수 있다. 적절한 조건만 갖춰준다면, 우리가 잡은 ‘포획물’들은 살아 있는 유기체 밖에서 몇 달 동안이나 일상적 업무를 계속할 수 있게 될 것이다.

이 기술은 수십 가지에 적용될 수 있는 매력적인 것으로 판명되었다[필자의 논문 ‘Enzymes Bound to Artificial Matrices’ <사이언티픽 아메리칸> 1971년 3월호 참고]. 예를 들면 대장균(Escherichia coli)을 함유하고 있는 플라스틱 네트는 오늘날 다양한 약 조제에 사용되는 아미노산의 일종인 아스파르트산을 생산하는데 사용된다. 식품업계의 경우에는 특수한 효소로 둘러싸인 플라스틱이 포도당을 과당으로 변화시킨 것을 사용하는데, 이 과당은 맛이 훨씬 더 달다. 심지어 네트와 효소를 어떻게 조합시키느냐에 따라 네트를 만드는 플라스틱 물질의 선구물질을 제조하는데 도움이 된다. 게다가 다행스럽게도 네트를 적용하는 분야가 의약업계를 포함해 계속 증가 추세에 있다. 네트에 걸린 세포들은 특히 당뇨병 환자에게 필요한 인슐린 생산 세포 등과 같이 이미 죽었거나 제대로 기능하지 못하는 세포들을 대체할 수 있을지도 모른다.

그러나 원래의 네팅 툴(netting tool)은 플라스틱과 분자를 결합시키는 기술을 고안하려는 최초의 시도였다는 데에 의미가 있다. 오늘날 전세계적으로 500명 이상의 연구자들이 ‘분자각인(molecular imprinting)’이라는 2차 기술의 적용을 실험하고 있으며 .....