근육 성장 빨라지는 신물질 개발돼
김용주 교수팀 연구결과, 미국화학회지(JACS) 게재
펩타이드 기반 신물질로 근육 세포 성장과 분화를 현저히 촉진

▲ 왼쪽부터 김용주 KU-KIST융합대학원 교수(교신저자), 김태연 KU-KIST융합대학원 박사(제1저자), 홍진우 KU-KIST융합대학원 석사(제2저자)

KU-KIST융합대학원·융합에너지공학과 김용주 교수팀은 펩타이드 자가조립 기법을 활용하여 개발한 신물질이 근육세포의 증식과 분화를 현저히 촉진시키는 것을 확인했다.

단백질의 일부를 이루고 있는 펩타이드는 다양한 생리 활성 기능을 보이며 질병 치료 및 건강 유지에 있어 중요한 역할을 수행하고 있다. 하지만 펩타이드 분자는 실제 생체 내에서 펩티다아제 등과 같은 분해효소에 의하여 빠르게 분해되어 체내 불안정성을 지니게 되고 이로 인하여 의약품으로 활용되기에 한계점을 가지고 있다.

이번 연구에서는 세포막 수용체인 인테그린 α2β1 결합하여 세포의 성장을 자극하는 것으로 알려져 있는 펩타이드 분자를 자가조립시켜 신물질을 개발했다. 개발된 펩타이드 신물질은 단백질 분해 효소에 의한 펩타이드의 분해 시험에서 기존의 펩타이드에 비하여 높은 안정성을 보였다. 또한 수 마이크로미터의 크기를 가지는 펩타이드 신물질의 2차원 구조는 세포 내부로 쉽게 함입을 일으키지 않고, 세포막 단백질인 인테그린과 지속적인 상호작용을 통하여 근육 세포의 증식과 분화를 촉진했다.

이번 연구를 통하여 큰 크기와 안정성을 가지는 2차원 펩타이드 소재는 기존의 펩타이드 의약품이 갖는 한계점을 극복하고, 다양한 바이오의약품의 생산과 효율성을 증진시킬 수 있는 새로운 플랫폼을 제공할 것으로 기대된다.

한국연구재단 (개인기초연구사업, 기초연구실지원사업)과 KU-KIST 사업의 지원을 받아 수행한 이번 연구는 화학분야 권위 학술지인 미국화학회지 (Journal of the American Chemical Society)에 2023년 1월 10일자로 온라인 게재됐다.
* 논문명 : Two-dimensional peptide assembly via arene–perfluoroarene interactions for proliferation and differentiation of myoblasts
* 논문게재지: 미국화학회지, Journal of the American Chemical Society (2023년 1월 10일 online published; https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.2c10938 )
* 저자: 김태연 (제1저자/고려대학교), 홍진우 (공동저자/고려대학교), 김제한 (공동저자/포항공대), 조진한 (공동저자/고려대학교), 김용주 (교신저자/고려대학교)



[ 그 림 설 명 ]



▲ 2차원 펩타이드 신소재 개발 및 근육세포의 성장 촉진에 관한 모식도