물 속에서도 단단한 접착력으로 힘을 자랑하던 홍합의 비밀이 밝혀졌다.

차형준<사진> 포스텍 화학공학과 교수 연구팀은 최근 홍합이 분비하는 접착단백질을 분석해 수중에서도 강력한 접착력을 가지는 두 분자, ‘도파’와 ‘라이신’을 확인했다.

또한 이들이 다양한 조건에서 서로 시너지를 낸다는 것을 밝혀 수중 접착의 비밀을 푸는데 한발 다가섰다.

이제껏 수중접착 분야에서 관심을 받던 분자는 ‘도파’였다.

도파의 분자 모양을 모방해 수중 접착제를 만들곤 했다.

하지만 도파를 이용한 기존의 수중접착은 접착 표면과 접착제 사이의 인력인 표면접착력과 접착제 분자들 사이의 응집력을 조절하기 어려워 실제 홍합과 비슷한 수준의 강한 수중 접착제를 만들기에는 한계가 있었다.

그러나 이번 연구로 도파뿐만 아니라 ‘라이신’ 분자도 수중접착에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다.

홍합의 접착단백질 중 실제 접착 계면에 위치하는 표면접착단백질인 fp-3F는 수중접착을 가능하게 하는 도파와 양전하를 띄는 라이신 분자를 다량 함유하고 있다.

연구팀은 이들 분자의 분포를 관찰한 결과 특정한 위치에서 이들 두 분자가 함께 붙어 있거나 떨어져 있다는 점에 흥미를 갖고 연구를 진행하게 됐다.

연구팀은 도파와 라이신의 거리가 각각 다른 단순한 펩타이드들을 합성하고 이들을 이용해 도파와 라이신의 거리에 따라 이들의 시너지가 표면접착력과 응집력에 다르게 작용한다는 메커니즘을 밝혔다.

먼저 이들 두 분자가 함께 이웃하는 경우 펩타이드의 수중 표면접착력이 크게 증가하고 라이신 분자가 수중접착을 방해하는 접착 계면의 물 분자와 도파분자 주위의 물 분자를 끌어당겨 수중 표면접착력을 증가시킨다는 것을 확인했다.

연구팀은 이를 실제 홍합의 표면접착단백질에 적용하기 위해 분자생명공학기법을 이용해 두 가지의 인공서열 단백질을 만들어 자연서열 단백질과 비교했다. 그 결과 인공서열 단백질에서도 동일한 결과를 얻을 수 있다는 사실을 확인했다.

차형준 교수는 “수중접착에서 중요한 역할을 한다고 알려진 도파와 라이신 두 분자의 시너지에 관한 새로운 발견으로 기존과 다른 차원의 수중생체접착제를 만들 수 있게 될 것”이라고 말했다.