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  • 단백질에 대한 미스터리를 탐구할 그라핀등록일 : 2013/12/13
  • 강철보다 더 강하지만 단지 단원자 두께인 2D 기적의 물질 그라핀을 이용한 최근 연구는 매우 가까운 미래에 단백질의 구조와 특성에 관한 미스터리를 풀 수 있는 중요한 단서를 제공할 수 있을 것이다.

    공학 및 물리과학 연구의회(EPSRC)의 기금을 바탕으로 맨체스터 대학과 STFC의 다레스버리 연구실에 위치한 슈퍼스템(SuperSTEM) 기관의 과학자들은 두 장의 그라핀 시트들 사이에서 샌드위치된다면 현미경 아래일 때, 가장 깨지기 쉽고 현미경으로만 볼 수 있는 물질들이 유해한 방사선 효과들로부터 보호될 수 있다는 사실을 발견하였다. 기술은 새로운 항생제의 디자인을 돕고 바이러스들에 대한 면역체계가 반응하는 방법, 세포 구조의 이해에 대한 혁명, 아직 달성되지 않은 것, 단백질 체인에서 모든 단일 개별 원자를 직접적으로 연구 가능하게 하는 열쇠가 곧 될 것으로 기대된다.

    원자 크기에서 다른 민감한 2D 물질 및 단백질과 같은 아주 작은 물체들의 구조를 관찰하는 것은 강력한 원자 현미경을 필요로 한다. 이는 유용한 데이터가 정확하게 기록될 수 있기 전에 전자빔으로부터 방사선이 이미지된 아주 깨지기 쉬운 물체를 파괴할 수 있기 때문에 예외적으로 어렵다. 그러나, 두 장의 그라핀 시트들 사이에 깨지기 쉬운 물체를 보호함으로써, 구조 내에 모든 단일 원자를 양적으로 확인 가능하게 하는 전자빔 아래 손상 없이 더 길게 이어질 수 있다. 이 기술은 깨지기 쉬운 무기 2D 결정의 테스트 상에서 매우 성공적으로 증명되었다. 그리고, 결과들은 ACS 나노지에 게재되었다.

    연구팀은 연구하는 동안, 그라핀의 특이한 특성을 조사한 것에 대해 2010 년 노벨 물리학상을 수상한 코스탸 노보세리프 경이 포함된 과학팀은 그라핀 두 시트 사이에서 또 다른 매우 약한 2D 물질인 몰리브덴 이황화물의 미세 결정을 캡슐화하는 효과를 관찰할 수 있었다. 그들은 방사를 통해 물질에 어떠한 결함도 초래하지 않고 몰리브덴 이황화물 시트 내 개별 및 모든 원자의 완벽한 화학 분석을 얻고 구별하며 직접 이미지화하는 고전자빔을 인가할 수 있다는 것을 발견했다.

    이 연구팀의 리더인 맨체스터 대학 데셉 잔 박사는 그라핀은 종이보다 백만 분의 일만큼 얇고 강철보다 더 강해 전자소자에서 에너지 분야에 이르기까지 환상적인 잠재성을 가지고 있지만 이 연구는 바이오화학에서 가능성이 매우 높으며 바이오 기술 분야에 모든 종류의 응용들에 적용될 수 있을 것이라고 말했다.

    슈퍼스템 과학 소자인 퀜틴 라마스 교수는 이 연구가 실현한 것은 그라핀 자신에 관하여 많은 것을 보여주지는 않지만 다른 무기 2D 물질이나 매우 약한 분자들을 직접적으로 연구할 수 있는 자세한 정보와 정확성에 영향을 어떻게 줄 수 있는지 알 수 있게 해 준다고 전했다. 또한 그는 지금까지 문제가 되는 무질의 직접적인 가시화를 제공하지 못한 단백질 결정학과 같은 간접적이며 매우 복잡한 방법을 통해 대부분 가능했고 이 새로운 연구 결과는 암, 알츠하이머, HiV와 같은 조건들에서 치료 개발에 상당한 영향을 줄 수 있는 것인 단백질 체인 내 모든 단일 원자들을 이미지화할 수 있는 방법을 제공하기 때문에 매우 흥미롭다고 덧붙여 말했다.

    그림 설명: 그라핀 시트의 상상도

    참고 자료: R. Zan (corresponding author) et al. "Control of Radiation Damage in MoS2 by Graphene Encapsulation" ACS Nano, DOI: 10.1021/nn4044035 , 7(11), pp 10167?10174)
  • 키워드 : 그라핀, 단백질, 이차원, 몰리브텐 이황화물
  • 출처 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑