[클릭사이언스](44)단백질

　체내의 모든 단백질은 그 생물의 유전자에 의해 합성된다. 모든 생물의 특이성과 개체성은 종간(種間)이나 개체간 모두 그 개체의 유전자에 의해 결정된다. 그러므로 이 유전자에 의해 만들어지는 수많은 종류의 단백질은 그 개체의 개체성을 반영한다고 말할 수 있다. 즉 어떤 두 개체의 형태나 기능적 차이는 단백질 종류의 차이라고 할 수 있는 것이다.

　전세계 과학자들은 이제 유전자를 넘어 유전자의 명령으로 만들어진 단백질체(프로테옴) 연구에 열을 올리고 있다. 유전자와 단백질의 기능은 물론 기능 이상, 구조 변형의 유무를 규명해 질병 과정을 추적하는 데 나선 것이다. 과학자들은 단백질의 구조분석을 통해 특정단백질과 이를 만드는 유전자의 기능을 동시에 밝혀내려 하고 있다.

　인간유전체 염기서열이 다 밝혀졌다고 해도 그것만 갖고는 유전자 산물의 기능을 알 수 없다. 유전체가 전사(transcription)돼 단백질 생성 수준에서 조절된다고 하더라도 최종적으로 세포 내에서 기능 여부가 얼마나 정교하고 적절하게 단백질 합성 후 변형되는가에 달려 있기 때문이다. 최종적으로 완벽한 모양이 갖춰진 단백질을 분석하지 않고는 그 유전자의 세포 내 기능을 알 수 없는 것이다.

　단백질에 대한 화학적·생물학적 연구는 오래 전부터 이뤄져왔으나 그 구조와 기능의 복잡성으로 인해 비교적 최근에 와서 상세한 구조와 기능이 밝혀지기 시작했다. 단백질을 구성하는 아미노산에는 20종이 있으며 이 20종의 아미노산이 몇 개, 그리고 어떤 순서로 연결되느냐에 따라 단백질의 종류가 달라진다.

　모든 세포의 세포막은 예외없이 단백질과 지질(脂質)로 구성돼 있으며 핵이나 미토콘드리아 등 세포 내의 각종 구조물도 단백질과 지질로 구성된다. 세포의 원형질도 다량의 각종 단백질을 함유하고 있다.

단백질은 세포 내에서 수많은 화학반응의 촉매 역할을 하고 있다. 세포 내에서는 각종 화학반응이 끊임없이 일어나고 있는데 이 화학반응은 생물체를 구성하는 모든 물질을 합성하는 데 필요하다. 또 생물의 활동에 필요한 모든 에너지를 공급하는 데 필요하다. 이 모든 화학반응은 필요한 시기에 필요한 양만큼, 그리고 필요한 장소에서 이뤄져야 하는데 이 조절 역할을 맡고 있는 것이 단백질이다.

　체외로부터 들어오는 단백질의 종류도 무수히 많은데 생물체는 각각의 항원에 독특한 항체를 만든다. 항체를 만들어 항원을 제거함으로써 생물의 개체성을 유지하는 현상이 면역인데 이 면역에서 모든 항체가 전부 단백질이다.

　<김인순기자 insoon@etnews.co.kr>