홍합, ‘이것’ 때문에 물속에서도 접착력 유지한다기존 수중접착소재에 더하면 접착력 향상 ‘기대’
  • ▲ 시스테인을 포함하는 홍합의 표면단백질이 델타도파로의 이성질화 평형 이동을 유도하여 산화적인 수중환경에서 표면접착 유지에 기여하는 새로운 역할 모식도.ⓒ포스텍
    ▲ 시스테인을 포함하는 홍합의 표면단백질이 델타도파로의 이성질화 평형 이동을 유도하여 산화적인 수중환경에서 표면접착 유지에 기여하는 새로운 역할 모식도.ⓒ포스텍
    POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 화학공학과 차형준 교수·신민철 박사·통합과정 윤태희 씨 연구팀은 홍합접착단백질이 산화가 일어나는 환경에서도 강한 표면 접착력을 유지하는 비결을 밝혔다. 

    홍합접착단백질은 자연 유래 성분으로 인체에 무해해 의료용 접착제나 약물 전달체에 사용할 수 있는 새로운 의료 소재로 각광 받고 있다. 다만 홍합접착단백질의 주요 구성요소인 도파(Dopa)가 쉽게 산화돼 표면접착력이 약해진다는 한계가 있었다.

    연구팀은 홍합의 표면단백질들 중 시스테인(Cysteine)을 많이 포함하는 단백질이 산화·환원에 관여한다는 점에 주목했다. 

    도파가 산화돼 표면접착력이 약한 ‘도파퀴논(Dopaquinone)’ 상태로 변했을 때, 연구팀이 시스테인이 포함된 표면단백질 ‘fp-6’을 더하자 ‘델타도파(△Dopa)’ 상태로 바뀌었다. 도파퀴논의 이성질체인 델타도파는 도파와 같이 표면접착력이 매우 강한 상태다.

    연구팀은 이와 함께 단백질 속에서 델타도파가 형성되면 도파보다 더 강한 표면접착력을 띌 수 있다는 사실도 확인했다.

    이번 연구는 홍합이 산화되기 쉬운 바닷속에서 강하게 달라붙어 있기 위해 표면단백질 fp-6의 이성질화 평형 이동 효과를 이용한다는 사실을 밝힌 최초의 연구다. 이 결과를 기존의 도파 기반 수중접착 소재에 활용하면, 표면접착력을 한층 높일 수 있을 것으로 기대된다.

    차형준 교수는 “도파의 산화를 단순히 막는다고만 여겨졌던 시스테인 함유 표면 단백질이 델타도파로의 변화를 유도한다는 사실을 확인, 산화적인 수중환경에서도 홍합이 접착력을 유지하도록 돕는 성분의 역할을 처음으로 밝혔다”고 말했다.

    한편, 이 연구성과는 국제 학술지 ‘랭뮤어(Langmuir)’에 최근 게재됐고, 이 연구는 한국연구재단 기초연구사업의 지원을 받아 이뤄졌다.