‘1조분의 1초’ 분자 탄생 순간 실시간 관측

기초과학연구원 이효철 그룹리더팀 세계 첫 성공

국내 연구진들이 1조분의 1초에 불과한 분자 탄생 과정을 세계에서 처음으로 실시간으로 관측하는데 성공했다.

기초과학연구원(IBS) 나노물질 및 화학반응 연구단의 이효철 그룹리더(KAIST 화학과 교수ㆍ사진)는 펨토초 엑스선 펄스라는 특수 광원을 이용해 금 삼합체(gold trimer) 내에서 화학반응이 일어나는 순간을 처음으로 관측했다고 22일 밝혔다.

금 삼합체는 평소 가까운 곳에 흩어져 있다가 레이저(빛)를 쏘아주면 반응해 화학적으로 결합하는 성질이 있는 화합물이다.

연구진은 레이저 기술과 엑스선 회절법 기술을 결합한 펨토초 엑스선 회절법으로 빠른 분자의 움직임을 정확한 위치와 함께 측정할 수 있었다. 이 방법을 이용해 금 삼합체 내부의 금 원자들 사이에서 화학결합이 형성되는 순간을 실시간으로 관측했다.

연구진은 이번 연구결과로 인해 앞으로 펨토초 엑스선 회절법을 단백질의 탄생 순간과 단계별 구조변화를 밝히는데 적용해 질병 치료, 신약 개발 등에 필요한 기초정보를 제공할 계획이다.

이효철 교수는 “펨토초 엑스선 회절법을 이용하면 펨토초 시간대에 일어나는 분자의 진동, 회전운동도 관측할 수 있을 것”이라며 “나아가 실험 대상을 단백질로 확장하면 단백질 구조 변화의 시발점을 밝혀낼 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처’(2월18일자)에 게재됐다.