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효소가 없는 세포의 액체 방울이 스스로 촉매가 됐다
촉매 기능이 없는 단백질도 액체 방울처럼 응축하면 화학반응을 촉진할 수 있다는 연구가 Molecular Cell에 동료평가 논문으로 출판됐다.
세포 속 막 없는 생체분자 응축체가 단순히 분자를 모으는 장소를 넘어 응축 상태 자체로 `condenzyme`이라는 촉매가 될 수 있다는 결과다.
무엇이 반응을 일으켰나
연구팀은 고정된 3차원 구조가 없는 무질서 단백질로 응축체를 만들었다. 개별 단백질에는 효소 활성 부위가 없었지만 응축체 경계의 전기장과 내부·경계의 물 성질 변화가 결합을 끊는 환경을 만들었다. 에스터, ATP, 핵산 유사 물질과 펩타이드의 가수분해가 촉진됐다.
방울의 조성이 기능을 결정했다
모든 응축체가 같은 촉매로 작동한 것은 아니다. 단백질 서열과 전하 배치가 바뀌면 경계 전기장과 수분 활성이 달라지고 반응 속도도 변했다. 연구팀은 서열 설계로 전기화학적 성질을 조절할 수 있음을 보였다.
살아 있는 세균에서도 영향이 나타났다
합성 응축체를 대장균에 넣자 ATP와 전사 양상이 바뀌고, 응축체가 만든 가수분해 산물에 의존하는 유전자 회로가 켜졌다. 시험관 반응이 살아 있는 세포의 화학과 유전자 조절에 영향을 줄 수 있음을 보인 단계다.
사람 질병과 치료는 아직 모른다
핵심 실험은 정제 단백질과 합성 세균 시스템 중심이다. 사람 세포의 핵소체나 스트레스 과립 같은 자연 응축체가 실제 생리 조건에서 어떤 반응을 얼마나 조절하는지는 확인되지 않았다. 암·신경퇴행 질환과의 관련성은 후속 가설이지 치료 결과가 아니다.
새로움의 정확한 범위
사전원고 결과는 2024~2025년에 먼저 공개됐다. 이번 새로움은 2026년 7월 24일 동료평가 최종 논문으로 출판됐다는 점이다. 다음 단계는 자연 응축체에서 반응별 속도와 세포 기능의 인과관계를 직접 검증하는 일이다.
공식 원자료
Washington University: Molecular Cell publication and experiment summary