바깥세상보다더바쁘고기묘한세포의세계
단백질의변신에는저마다이유가있다!
“모든학문이그렇듯이최소한의암기는필요합니다.새로나오는용어는우선암기해야겠지요.하지만여러분이친구를사귈때친구이름과특성을일일이노트에적어가며암기하지않는것처럼생물학에나오는어려운용어들도사랑하는마음과흥미로운관심으로받아들인다면애써암기하지않아도될것입니다.설령쉽게암기하지못하면또어떻습니까?관심과흥미를갖고생물을공부한다면처음에어렵게느꼈던용어들이어느순간친한친구처럼여러분머릿속에담겨있게될것입니다.”
_머리말중에서
생물학자이자싱어송라이터인조진원연세대학교언더우드특훈교수의『달콤한생명과학』(상상초월석학강연시리즈03)이출간되었다.이책은조진원교수가청소년을대상으로진행한세번의생물학강연을글로풀어쓴책이다.저자는다양한각도에서,단백질이제대로된구조로변신해야만제기능을발휘할수있다는점을설명해낸다.이를위해이책은아미노산의종류에서부터당생물학과글라이코믹스(탄수화물의구조와기능을밝히는학문분야)까지광범위하게살펴보고있다.
이책은DNA에큰관심이없다.이책에서초점을맞추는부분은DNA에서mRNA로전달된정보에따라아미노산이결합되어단백질이합성된이후,바로그이후의과정이다.이는마치대본이배우에게잘전달된이후어떤연극이무대에올랐는지에관심을두는것과마찬가지다.저자가이생명의연극에대해여러번강조하는핵심내용은단백질은그것에다른분자가결합함으로써구조가바뀌어야제기능을발휘할수있다는점으로요약할수있다.
저자에따르면,대부분의많은단백질은아미노산만으로기능하지않고,탄수화물,인산기,메틸기,아세틸기,수산기,황같은여러분자들과공유결합을해야만올바른기능을발휘할수있다.이렇게단백질이다른분자들과결합하는과정을단백질의‘번역후수식화’과정이라고한다.그래서‘번역후수식화’과정에문제가생기면단백질의기능에문제가생길수밖에없다.예컨대,단백질에(-)전기를띤인산기가결합하게되면그전기적인성질때문에단백질의구조가변하고그변화된구조에의해단백질이기능을발휘하게되는데,단백질의정확한위치에인산기가붙지않는다면그단백질은기능을발휘하지못하게된다.
여기서단백질에달라붙는분자로는인산뿐아니라탄수화물도매우중요하다.잠깐용어정리를하자면,탄수화물의기능과구조를연구하는학문이당생물학이며,탄수화물에대해총체적으로연구하는학문이바로글라이코믹스다.당생물학과글라이코믹스는2003년미국MIT가21세기를변화시킬수있는10대기술에포함시킬정도로,학문적잠재력이매우큰학문분야중하나로꼽힌다.
당화(glycosylation)는단백질에탄수화물이붙는것을의미하는데,소포체에서단백질의구조를결정하거나신호전달체계를조절할때매우중요한과정이다.저자가특히관심을갖고있는당화는‘O-글루넥(O-GlcNAc)’이다.대부분은소포체와골지체를통해당화가이루어지는데,O-글루넥은세포질이나핵내에서일어나는매우독특한당화다.
그러면O-글루넥에왜관심을가져야할까?저자에따르면,O-글루넥은포도당의대사와연관되기때문에당뇨뿐아니라암의발생과전이와밀접한관계를갖고있으며,심지어치매의발병과도상관있는‘당화’이다.더욱이세포의신호전달에중요하게작용하는인산화의위치와O-글루넥의수식화위치가경쟁하는경우가많아서O-글루넥연구는최근더욱주목을받고있는중이다.당뇨를치료하거나암을제어하는기술을개발하거나치매를예방하는방법을찾기위해서는O-글루넥연구에관심을가질필요가있다.
이책은이처럼세포속에서많은일을훌륭하게해내는단백질과그단백질과결합하는분자들의이야기를하나가득담고있는책이다.아무리뛰어난과학자라고할지라도,DNA의염기서열에따라만들어진아미노산의배열만가지고서는어떤모양의단백질이만들어지는지를쉽게알수없다고한다.단백질이변신해야제기능을발휘할수있다는것을감안한다면,인류가생명현상에대해여전히얼마나무지한지가늠할수있는부분이다.혹시단백질과탄수화물의구조와기능에관한연구속에생명현상의비밀을푸는열쇠가숨어있는것은아닐까?
책의뒷부분에는정재승카이스트교수(바이오및뇌공학과)와의대담‘생명과학자와함께하는상상초월토크콘서트(대담진행:정재승카이스트바이오및뇌공학과교수)’가실려있는데,이대담에서독자들은생물학자로서의인생과학문적열정,과학자겸예술가로서활동하는것의즐거움에관한조진원교수의거침없고솔직한이야기를접할수있을것이다.
상상초월석학강연시리즈는12명의국내최고의석학들이각각핵심적인개념3가지를선택해쉬우면서도깊이있게다루는과학명강시리즈로,정재승카이스트교수(바이오및뇌공학과)가기획자로참여했다.
상상초월석학강연시리즈란?
우주의경이로움과자연에대한통찰력!
사고력과인식의지평을넓히는과학명강
“이시리즈의취지는학문의최전선에선최고의석학들을모시고,
학생들이알아야할과학의정수를맛보게하는것입니다.”
_기획의말(정재승KAIST바이오및뇌공학과교수)
‘상상초월석학강연시리즈’는12명의국내최고의석학들이각각핵심적인개념3가지를선택해,쉬우면서도깊이있게다루는과학명강시리즈다.과학의진면목을들여다보자는의도에서이뤄진기획으로,수학에서출발해우주와물질을거쳐생명에이르기까지가장핵심적인과학주제를파헤친다.코딩이론,확률,프랙탈,행렬,게임이론,암호,미분,허수,빅뱅,초신성,전자기,상대론,양자역학,힉스입자,최종이론,상호작용,고분자,유기합성,결합,에너지,반응,DNA,RNA,생물의에너지,공생,단백질,당생물학등36가지주제를다룬다.
박형주포스텍교수(수학),한상근KAIST교수(수학),권오남서울대학교교수(수학),이명균서울대학교교수(천문학),이순칠KAIST교수(물리학),이종필고려대학교연구교수(물리학),김희준광주과학기술원석좌교수(화학),전철호연세대학교교수(화학),김성근서울대학교교수(화학),강창원KAIST교수(생물학),노정혜서울대학교교수(생물학),조진원연세대학교교수(생물학)가이기획에참여했다.강연은KT&G상상마당에서진행됐다.
