질량분석 기반 ‘고효율의 지질 체내 회전율’ 분석 개발

[아시아경제 호남취재본부 김춘수 기자] GIST(지스트, 총장 문승현) 지구·환경공학부 김태영 교수 연구팀은 대사적 중수 표지법을 이용해 분자 수준에서 지질의 체내 회전율(in vivo turnover rate)을 고효율로 분석 가능한 플랫폼을 개발했다.

지질의 항상성 유지에 기능적 장애가 있을 경우 당뇨병, 비만, 죽상동맥경화증과 같은 대사적 질환을 유발한다. 지질의 회전율 연구는 지질의 체내 흐름(flux) 정보를 제공해 위와 같은 질병을 진단하는 지표로 사용될 수 있다.

연구팀은 중수 표지법과 고분해능의 질량분석기를 결합해 새로운 지질 동역학 분석 기법을 제시했다. 또한, 지스트 학사과정에 재학 중인 학생들이 공동연구원으로 참여해 지질 식별, 피크 정량, 비선형 회귀(non-linear regression)의 데이터 분석과정을 고효율로 처리할 수 있는 자체 소프트웨어를 개발하는 데 성공했다.

뿐만 아니라 개발한 분석 플랫폼을 대표적인 모델 암세포인 헬라 세포(HeLa cell)에 적용했다. 최대 48시간까지 세포를 중수로 표지하고, 총 8개 시간대동안 표지된 세포에서 지질을 추출해 액체 크로마토그래피-질량분석법(liquid chromatography-mass spectrometry)으로 분석했다.

김태영 교수

그 결과, 글리세롤지질(glycerolipid), 인지질(glycerophospholipid), 그리고 스핑고지질(sphingolipid)을 포함한 총 100여 개의 개별 지질 회전율을 측정했다. 이는 현재까지 보고된 지질 회전율 측정에서 가장 많은 수이다.

또한, 직렬 질량 분석법(tandem mass spectrometry)을 기반으로 한 지질 분자 내의 지방산 아실 사슬(fatty acyl chain)과 글리세롤 뼈대(glycerol backbone)의 동역학을 구별해 측정할 수 있는 새로운 방법을 제시했다.

고병숙 학생

김태영 교수는 "이전의 지질 회전율 측정법으로는 대부분 지질 종류별 평균값만을 구할 수 있었던 것에 비해, 본 연구에서 개발한 분석법으로는 개별 지질 분자의 회전율 값 측정이 가능해 지질의 동역학에 대해 보다 정확한 정보를 제공할 수 있다"고 밝혔다.

김태영 교수가 주도하고 고병숙 석박통합과정 학생과 김진우·서승우 학사과정 학생들이 참여한 이번 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며, 분석화학 분야의 최고 권위지인 '분석 화학(Analytical Chemistry)'에 지난 6월 5일 게재됐다.

호남취재본부 김춘수 기자 ks7664@hanmail.net