니코틴 등의 물질이 뇌 속 신경전달물질 수용체에 얼마나 강하게 달라붙는지를 국내 연구진이 실측으로 확인했다.

6일 교육과학기술부에 따르면 황동수 포항공대 교수팀은 '표면 힘 측정기(Surface force apparatus, SFA)'를 이용, 물 속에서 '양이온(Cation)-π 결합'의 강도를 측정하는데 성공했다.

Cation-π 결합이란 양이온과 많은 전자를 가진 방향족 화합물이 전자를 공유하지 않고 결합하는 형태로, 다른 방식의 결합과 달리 물 속에서도 결합력이 약해지지 않기 때문에 70%이상이 물로 이뤄진 몸속 생리 과정에서 중요한 역할을 한다.

그러나 지금까지 이 힘의 크기는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서만 예측됐는데, 이번에 황 교수팀이 처음 계측장비를 이용해 실제로 강한 결합력을 측정한 것이다.

연구진은 신경전달물질인 '아세틸콜린'이 뇌의 아세틸콜린 수용체에 Cation-π 형태로 얼마나 강하게 결합하는지, 홍합 등 해양 부착성 생명체가 바닷속에서 바위나 바닥 등에 얼마나 강한 Cation-π 결합으로 붙어있는지 등을 실험을 통해 계측, 증명했다.

황 교수는 "Cation-π 결합은 의약품, 수중접착제 등 다양한 고분자 소재 개발에 응용될 뿐 아니라 뇌 속에서 수용체와 Cation-π 결합하는 것으로 알려진 니코틴의 중독 매커니즘을 연구하는데도 도움이 될 것"이라고 설명했다.

담배에 포함된 니코틴은 신경전달물질 아세틸콜린과 비슷한 구조로, 뇌 속 '니코틴 아세틸크로린 수용체(nicotinic acetylcholine receptor;nAChR)'와 Cation-π 방식으로 결합해 아드레날린과 같은 흥분 호르몬을 유도함으로써 지속적으로 흡연 욕구를 불러일으키는 것으로 알려져있다.

이 연구 성과는 지난달 28일 화학분야 세계적 권위지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie)' 온라인 판에 실렸다.