제주대학교 물리교육전공 김세헌 교수는 최근 핵자기공명분광실험 방법 중 하나인 요술각도 자전기술을 채택하여 수소결합 물질의 미세한 분자구조 차이를 밝혀냈다고 16일 밝혔다.

김 교수에 따르면 수소결합은 생명현상의 중요한 구성요소로서, 대부분의 유기물이 수소결합 (수소의 흡착 포함) 형태를 가진다. 생명 바이오소재의 관점에서 세포질에서 DNA는 이중 나선형 구조로 되어 있고 각각의 염기 (아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 등) 들이 수소결합으로 이뤄진다.

만약 생체계가 자외선, 방사능 등 외부 요인으로 인해 스트레스를 받게 되면 DNA 손상을 입게 된다. 따라서 이들의 유전자 염기서열, 또는 이들을 구성하는 수소결합에 영향을 주게 돼 생명 유기체의 신경계 신호 정보전달 체계의 이상반응을 일으킬 수 있다.

김세헌 교수는 네이처지 발행기관 (Nature Publishing Group)의 세계적인 학술지 <Scientific Reports> 최근호 (2020년 3월11일 게재, 교신저자 (단독), https://rdcu.be/b2Pds) 에서 핵자기공명분광 실험의 요술각도 자전기술을 사용하여 날카로운 공명선을 획득함으로써 방사능으로 인하여 손상되고 변형된 수소결합구조의 미세한 차이를 구분하는데 성공했다.

김 교수는 “기존에는 밀도범함수이론을 도입하여 분자구조를 이론적으로 예측하는 방법이 있었으나 이번 연구개발에서는 핵자기공명 실험ㆍ분석 기법으로 검증할 수 있는 수단을 마련했다”고 설명했다.