[대전=충청일보 이한영기자] 카이스트가 효소 모방물질 개발을 통해 알츠하이머 조기진단 가능성을 높였다.
카이스트 생명화학공학과 이진우 교수 연구팀이 그래핀을 기반으로 나노단위 크기의 무기 소재(나노자임, Nanozyme)를 합성하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.

이 무기 소재를 이용하면 알츠하이머병 조기 진단과 관련된 신경전달물질인 아세틸콜린을 자연 효소를 이용했을 때보다 더 민감하게 검출할 수 있다.
효소는 우리의 몸속 다양한 화학 반응에 촉매로 참여한다.
각각의 효소는 구조가 매우 복잡해 체내에서 특정 온도와 환경에서 원하는 특정 반응에만 촉매 역할을 할 수 있다.

연구팀은 과산화효소 활성만을 선택적으로 모방하는 질소와 붕소가 동시에 도핑된 그래핀을 합성했다. 이 그래핀의 경우 과산화수소 활성은 폭발적으로 증가하지만 다른 효소 활성은 거의 증가하지 않아 과산화효소를 정확하게 모방할 수 있다. 연구팀은 실험적 내용을 계산화학을 통해 증명하고, 새롭게 개발한 물질을 이용해 중요 신경전달 물질인 아세틸콜린을 시각적으로 검출하는 데 성공했다.

아세틸콜린은 알츠하이머병의 조기 진단과 관련이 높아 연구팀의 효소모방 물질을 이용하면 향후 질병 진단 및 치료에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
이진우 교수는 "효소 모방 물질은 오래되지 않은 분야이지만 기존 효소를 대체할 수 있다는 잠재성 때문에 관심이 폭발적으로 커지고 있다"며 "이번 연구를 통해 효소의 높은 활성뿐 아니라 선택성까지 가질 수 있는 물질을 합성하고 알츠하이머의 진단 마커인 아세틸콜린을효과적으로 시각적 검출할 수 있는 기술을 확보했다"고 말했다.

김문일 가천대 바이오나노학과 교수와 곽상규 UNIST 에너지화학공학부 교수팀이 공동으로 연구하고, 김민수 박사가 1 저자로 참여한 이번 연구는 재료 분야 국제 학술지 '에이씨에스 나노' 지난 달 25일자에 게재됐다.