이 마법의 총알

연구원 구역:

특정 유형의 분자가 면역체계가 감염과 싸우는 데 매우 중요할 뿐만 아니라 동시에 코로나19 기간 동안 사용되는 진단 항원 테스트의 기초가 된다는 사실을 알고 계셨습니까?

뿐만 아니라 뱀 해독제의 활성 성분이기도 하며 현재 현대 의학 혁명의 일부입니다.

이러한 분자를 '분자 결합제'라고 합니다. 여러분은 아마도 한 종류의 분자 결합제, 즉 항체에 대해 이미 들어보셨을 것입니다.

두 부분으로 구성된 기사 시리즈의 첫 번째 부분에서는 그것이 무엇인지, 어떤 용도로 사용되는지, 그리고 왜 '마법의 총알'이라고 불리는지 설명할 것입니다.

분자 바인더는 두 조각의 직소 퍼즐처럼 다른 단백질에 결합하는 단백질(또는 소분자와 같은 다른 유형의 분자)입니다.

가장 잘 알려진 분자 결합체 중 하나는 항체입니다. 이는 침입하는 박테리아나 바이러스와 결합하여 감염과 싸우는 데 도움이 되는 면역 체계에 의해 생성되는 단백질입니다.

항체는 신체에 해를 끼치지 않으면서 침입하는 유기체를 표적으로 삼아 죽이기 때문에 종종 '마법의 총알'이라고 불려왔습니다.

항체의 마법은 다른 어떤 것에도 결합하지 않으면서 표적에 매우 특이적으로 결합하는 능력, 즉 특이적 결합이라는 개념에서 비롯됩니다.

이 '마법' 능력은 비록 자연에 의해 발명되었지만 맞춤형 특성을 지닌 항체를 설계하고 엔지니어링하기 위해 인간의 독창성을 활용해 왔습니다.

그러나 이러한 귀중한 특성을 활용하려면 먼저 해당 특성을 이해해야 합니다. 따라서 항체 특이성의 기원과 메커니즘이 많이 연구되었습니다.

다른 단백질에 대한 결합제의 특정 '결합'은 주로 모양 상보성 때문인 것으로 밝혀졌습니다. 이는 기본적으로 단백질이 표적과 잘 어울린다는 것을 의미합니다.

실제로, 단백질은 특정한 3차원 모양을 갖는 큰(미시적 의미에서) 아미노산 사슬입니다.

이 모양은 구형이거나, 길거나, 홈이 있거나, 돌출된 '루프'일 수 있습니다. 이 모양 덕분에 분자 바인더는 직소 퍼즐 조각의 홈과 틈처럼 목표에 보완적일 수 있습니다.

분자 결합제는 일반적으로 세 가지 다른 목적으로 사용됩니다. 이러한 용도는 다른 단백질이 아닌 미리 정의된 표적에 결합하는 능력을 기반으로 합니다.

주요 용도 중 하나는 단백질의 식별 및 정량화에 사용되는 실험실 시약입니다.

결합제가 실험실 시약으로 사용될 수 있는 방법의 한 예는 관심 있는 특정 단백질이 존재하는지 확인하는 것입니다.

특정 단백질을 찾는 것은 해당 단백질에 대해 색상으로 표시된 바인더를 사용하여 수행할 수 있습니다. 문제의 단백질에 부착된 색상으로 표시된 결합제는 현미경 이미지에서 발견될 수 있습니다. 이러한 방식으로 과학자들은 현미경 이미지에서 다양한 세포 유형을 분류할 수 있습니다.

이는 암 연구부터 식물 과학까지 다양한 과학 분야에서 사용되는 강력한 기술입니다.

질병을 일으키는 바이러스나 박테리아의 특징적인 부분에 특이적으로 결합하는 결합제는 진단 도구로서 매우 유용합니다.

실제로 코로나19 '측면유동검사'(빠른 검사 또는 항원 검사라고도 함)에서는 항체를 코로나바이러스에 특이적인 결합제로 사용한다.

빠른 테스트에는 두 줄이 있습니다. '테스트 라인'과 '컨트롤 라인'. 코로나바이러스에 특이적인 항체는 '테스트 라인'에 위치해 있다.

샘플은 먼저 샘플의 모든 코로나바이러스 단백질이 착색되도록 색상 라벨이 붙은 항체에 노출됩니다. 그러면 착색된 코로나 단백질이 스트립을 통해 흘러 테스트 라인의 항체에 결합하면서 착색된 선을 형성합니다.

그러나 분자 결합제의 가장 중요한 기능은 현대 의학의 치료제에 속합니다.

예를 들어, 우리는 세포의 수용체에 결합하고 특정 질병의 핵심인 과정을 활성화하거나 비활성화하는 능력을 활용할 수 있습니다.