포스텍 김동표·숙명여대 최경민 교수 연구팀
금속·유기 구조체 기반 기존 분리막은 미세 기공만 가지고 있다. 아주 작은 분자 물질과 기체만 나눌 수 있다는 뜻이다.
구조가 크고 복잡한 단백질을 가려내기 위해서는 거대 기공과 더불어 내부 공간의 표면 전기를 조절하는 기술을 구현해야 한다.
연구팀 성과는 이 지점에 있다.
미세 기공만으로 구성된 금속·유기 구조체 안에 단백질이 통과할 수 있는 기공을 만들었다. 비유하자면 골목길만 있던 지역에 고속도로를 뚫어놓은 것과 닮았다. 유기물의 특정 부분과 금속 이온 결합을 절단하는 촉매 화학 반응을 이용한 게 기술의 핵심이다.
제조된 거대 기공과 미세 기공 표면에 양전기 또는 음전기를 유도하면, 전기적인 이끌림과 반발력에 따라 단백질마다 이동속도에 차이가 발생한다.
이 원리를 기반으로 유사 크기의 단백질도 분리할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
여기에 더해 기공의 표면 전기 특성을 전환할 수 있는 유동성 액체를 흘려주면, 특정 단백질만 분리할 수 있는 공정으로 활용할 수 있다.
최경민 교수는 “의약품, 천연 원료, 박테리아 등 각종 단백질의 맞춤형 정밀 분리 과정에 유용하게 쓰일 것”이라고 기대했다.
연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(리더연구·신진연구) 지원으로 수행했다.
지난달 27일 네이처 자매지인 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)에 논문이 실렸다.
두 교수가 교신저자, 포스텍 정관영 박사와 아제이 싱그 선임연구원이 제1 저자다.