노벨상을 말하다

2002 수상자 정보

2002 수상 업적

The Nobel Prize in Chemistry 2003 was awarded “for discoveries concerning channels in cell membranes” jointly with one half to Peter Agre “for the discovery of water channels” and with one half to Roderick MacKinnon “for structural and mechanistic studies of ion channels”.
2002년 노벨 화학상은 “생체고분자 확인 및 구조 분석 방법 개발”로 존 B. 펜에게, “생체고분자의 연성탈착 이온화 질량 분석법 개발”로 다나카 고이치에게 공동 수여되었고, 또한 “생체고분자 3차원구조를 결정하는 NMR 분광법”으로 쿠르트 뷔트리히에게 수여되었습니다.

2002 수상 추천문

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.

단백질이 없는 생명체를 상상할 수 있을까요? 단백질은 우리 세포 안에 대부분의 일을 하는 거대한 분자입니다. 인간을 포함하여 모든 살아 있는 유기체는 다양한 종류의 단백질로 이루어진 방대한 대열입니다. 그들은 부지런한 일벌처럼 주어진 일을 열심히 수행합니다. 일벌이 꽃에서 일을 하듯 단백질은 우리 몸 안에서 일을 하고 있습니다.

세포 안의 부지런한 일꾼들에 관해 더 알기 위해, 그리고 그들이 하는 일을 이해하기 위해서 우리는 그것들이 어떻게 생겼는지 알고 싶어 합니다. 올해 노벨 화학상 수상자는 우리가 거의 믿을 수 없는 새로운 방식을 통하여 단백질과 같은 거대분자들의 그림을 그리고 무게를 잴 수 있는 방법을 개발하였습니다.

저는 생화학이 이제 새로운 시대의 문턱에 접어들었다고 확신합니다. 우리는 수많은 유기체의 완벽한 유전인자를 알아내기 시작했습니다. 조만간 우리는 한 세포에서 동시에 활동하는 수천 개의 단백질을 모두 조사할 수 있을 것입니다. 이러한 새로운 시대에 2002년 노벨상 수상자의 발견은 아주 중요합니다.

20세기가 시작된 이래로 질량분석기는 작은 분자들을 확인하는 화학자의 연장세트가 되었습니다. 그러나 여러 해 동안 거대 단백질의 분자량을 정확히 측정하는 것은 화학자들의 꿈이었습니다. 이와 같은 이유 때문에 존 펜 교수와 다나카 고이치 씨가 각자의 방식으로 깨지지 않은 단백질을 질량분석기에 통과시키는 데 성공하면서 이 분야에 작은 혁명을 일으켰습니다. 펜 교수는 공중에 떠 있는 전하를 띤 방울들을 얻기 위해서 전기장 내에 단백질 수용액의 분사가 필요함을 발견하였습니다. 물은 증발되고 방울은 그들이 띤 전하에 의해 흩어지면서 점점 작아지게 됩니다. 마침내 순수한 단백질분자만 남게 됩니다.

그때 그들의 질량은 주어진 거리를 통과하는 데 걸린 시간을 측정하여 결정하게 됩니다. 이것의 원리는 무거운 분자일수록 움직이는 데 시간이 많이 걸린다는 것입니다. 다나카 씨의 특별한 방식은 시료에 레이저 펄스를 쬐는 것입니다. 그는 적당한 파장의 레이저로 단백질 자체는 분해되지 않으면서 주변으로부터 떨어져 나오게 하여 전하를 띤 입자 상태로 자유롭게 날아가도록 하였습니다. 그 질량 또한 비행 시간을 측정하여 결정할 수 있었습니다.

지금까지 소개한 것이 올해 화학상의 절반에 관한 것입니다. 이제 나머지 반에 대하여 이야기하려 합니다. 이번에는 날아다니는 단백질에 관한 것이 아니라 헤엄치는 단백질에 관한 것입니다. 쿠르트 뷔트리히 교수는 발전된 핵자기공명, 즉 NMR을 사용하여 이제 수용액 속에 있는 단백질분자의 삼차원 구조를 결정할 수 있습니다.

NMR은 화학자들이 분자구조를 밝히는 최고의 방법 중 하나이며 20세기 중반 이래로 작은 분자들의 연구에 광범위하게 사용되어 왔습니다. 그러나 단백질과 같은 거대분자에 적용하는 것은 심각한 문제가 있었습니다. NMR의 특징은 분자 중에 있는 각각의 수소핵으로부터 각기 다른 신호를 볼 수 있다는 것입니다. 그러나 단백질은 수천 개의 수소핵으로 구성되어 있는데 어떤 신호가 어떤 핵에 속하는지를 어떻게 가려 낼 수 있겠습니까?

뷔트리히 교수는 각 신호들을 특정 수소핵과 어떻게 일치시키는지를 체계적으로 결정하는 방법을 고안해 냈습니다. 그는 적절한 조정을 통하여 수많은 수소핵 간의 거리들을 결정할 수 있었습니다. 이와 같은 결과들이 단백질분자의 삼차원 구조를 계산할 수 있도록 하였습니다. 이것은 당신의 집과 관련된 많은 길이들을 알고 있을 때 집의 그림을 그릴 수 있는 것과 같은 이치입니다.뷔트리히 교수의 발견에 감사를 드립니다. 왜냐하면 이제 우리가 세포에서처럼 물에 둘러싸여 있는 자연환경에서의 단백질을 묘사하고 연구하는 데 NMR을 사용할 수 있기 때문입니다.

그럼 단백질이 없는 생명체란 무엇일까요? 생화학자의 시각에서 세상을 보았을 때 저의 대답은 ‘아무것도 아니다’라는 것입니다. 다음 질문입니다. 올해의 노벨상 수상자가 우리에게 선사한 도구가 없었다면 생화학자로서의 인생은 어땠을까요? 질문에 대한 제 대답은 휠씬 더 어렵고 또한 침체되었을 거라는 것입니다. 그래서 저는 2002년 노벨 화학상 수상자에게 이렇게 말하는 것으로 결론을 맺고 싶습니다. 세 분의 놀라운 공헌에 감사드립니다. 여러분은 우리들의 세포 안에서 끊임없이 일어나는, 우리가 생명이라고 부르는 화학적인 경이로움을 더 잘 이해할 수 있도록 하였습니다.

펜 박사님, 다나카 씨, 그리고 뷔트리히 박사님.
여러분은 생체 고분자의 구조분석과 확인을 위한 방법 개발에 선구적인 공헌을 하였습니다. 질량분석기와 NMR을 단백질과 같은 거대분자의 자세한 연구에 활용한 여러분의 업적은 생명 과정의 탐구를 위한 새로운 도구를 우리들에게 제공하였습니다. 화학 발전에 대한 세 분의 업적을 인정하여 스웨덴 왕립과학원은 올해 노벨 화학상을 수여하기로 결정하였습니다.과학원을 대신하여 축하의 말씀을 전하며, 이제 전하로부터 상을 받으시기 바랍니다

스웨덴 왕립과학원 아스트리드 그레스룬드