PBL 연구실 소개
우리 실험실은 생물리화학 연구실(Protein & Biophysical Chemistry Lab, PBL)로 국립목포대학교 화학과에 2021년 4 월부터 문을 열어, 현재 대학원생 3명과 학부 연구생 3명이 활발히 연구를 수행하고 있습니다. 실험실 이름에서 상상할 수 있듯이 비천연 단백질들에 대한 분자 구조 연구 및 실제 촉매 에 대한 반응동역학 연구들을 집중하고 있습니다.
비천연 단백질은 수소와 같은 에너지원으로 활용되는 화합물을 만드는 단백질 기반 촉매로 실험실에서는 단백질 구조와 반응 메커니즘 연구에 주목하고 있습니다. 비천연 단백질의 구조를 직접 알아보기 위해 실시간 반응상 X-선 산란학을 적극 이용합니다. 저희가 사용하는 X-선은 가시광선 보다 1000배 짧은 파장을 가지며, 방사광가속기라는 거대한 장치를 통해 생성할 수 있습니다. X-선과 단백질 속 원자들의 상호작용은 특별한 간섭 현상을 일으키며, 단백질 구조에 따라 고유한 회절/산란 패턴을 보입니다. 자체 개발한 분자동역학 시뮬레이션 기반 구조 분석법을 적용하면, X-선 산란 신호로부터 실제 촉매 반응 속 움직이는 비천연 단백질 구조를 예쁜 리본 스타일로 그려낼 수 있습니다.
우리 실험실은 X-선을 정말 다양하게 사용합니다! X-선을 친환경 에너지 촉매에도 사용하여 실제 화학반응을 연구합니다. 대상으로 사용하는 촉매는 생화학2 시간에 배운 자연 광합성 시스템들과 유사한 효율적인 전자 전달을 도와주는 사슬을 가지고 있습니다. 실험실에서 합성한 촉매 물질은 X-선 분말 회절과 X-선 흡수 분광학을 이용하여 분자 구조를 샅샅이 조사합니다. 이를 토대로 실험실 광학 테이블에 구축된 시간분해 반응상 분광기를 활용하여 들뜬 상태 흡수/방출 스펙트럼을 측 정하면서 촉매 반응 메커니즘을 이해하고자 합니다.
잊을 수 없는 실험의 추억
실험실 구성원들과 함께한 포항방사광가속기 실험은 항상 긴 여정과 함께 밤을 밝히는 기억들이었습니다. 가속기에 도착 하면 준비한 광학 물품 및 시료 전달 장치 설치들을 진행하면서, 동시에 실험 일지 작성을 시작합니다. 연구실에서 X-선 방 출 분광학을 처음 시도한 실험의 경우, 자체 제작한 철제 반응기를 가속기 실험 테이블 위에 설치하기 위해 모든 구성원들 이 정신없이 육각 렌치와 나사를 조이고 파이프를 연결하면서 구슬땀을 흘리기도 하였습니다.
가장 강렬한 기억은 가속기 실험에서 첫날 실험 데이터를 얻기까지 정말 오랜 시간이 걸렸습니다. 제겐 낯설었던 경험인데, 지도 교수님과 선배들은 일상인 것처럼 시간에 아랑곳하지 않고 실험을 진행합니다. 가장 힘든 실험이었지만, 물리화학의 참 맛을 느낄 수 있는 시간이었습니다.
함께 성장하는 연구실
주기적으로 개별 연구 주제에 대해 랩 미팅을 진행합니다. 각자 어떤 연구를 진행하고 있으며, 실험 데이터 및 추후 계획 에 대해 설명한 후 질의응답 시간을 가집니다. 어떤 질문이든 발표자는 자신이 아는 만큼 최대한 설명하여야 합니다. 존중하는 분위기 속에서 각자의 지식과 실험적 경험을 공유하면서 서로 성장할 수 있는 기회가 됩니다.
평소 자신이 진행하는 연구 외에 도움이 필요하면 언제든 협력합니다. 또한, 궁금한 점이 있으면 대학원생 선배들과 옆 동기들에게 물어보곤 합니다. 때로는 서로 다른 의견에 대해 열띤 토론을 합니다. 이런 과정은 각자의 부족한 부분을 채우는 기회이며, 새로운 실험 아이디어를 얻어 더 나은 결과를 도출하는데 도움이 됩니다.
교수님께서는 소속 학생들을 단순히 지도 대상으로만 보시지 않고, 미래의 동료 연구자로 대하시며 존중해 주십니다. 학생들이 연구 방향을 스스로 정하고 계획한대로 진행할 수 있도록 해주십니다. 개별 미팅에서 첫 시작은 “네 생각은 어때?” 이며, 많은 질문들과 함께 적절하고 필요한 지도와 피드백을 주십니다.
웃음이 가득한 연구실
실험실에서 매일 연구만 하는 것이 아니라 봄이 되면 캠퍼스에 핀 벚꽃을 구경하고, 겨울에 눈이 오면 눈사람을 만드는 등 각 계절을 몸소 느끼면서 즐거운 추억을 쌓기도 합니다. 가 끔은 연구에서 잠시 벗어나 시원한 음료와 함께 대화를 나누는 티타임도 즐기곤 합니다. 실험실에 좋은 소식이 있을 때는 모두 함께 식사를 하며, 기쁨과 축하를 충분히 나누고 재충전 의 시간을 가집니다.
때로는 실험이 잘되지 않아 답답하거나 개인적인 일로 힘든 날도 있습니다. 저도 모르게 가끔 한숨을 쉬기도 합니다. 자주 한숨을 쉰다면 다른 구성원이 ‘한숨 금지!’ 라고 말하며, 분위기가 무거워지지 않게 노력합니다. “무슨 일이 있어?”라고 물어보면서 서로의 이야기를 듣고, 옆에서 도움이 필요하면 행동으로 적극 표현해 주는 선배들도 있습니다. 6명 모두 자신들만 의 방식으로 도움을 주는 연구실 구성원들 덕분에 항상 화목하고 즐거운 추억을 쌓을 수 있습니다.
마치며
저는 매일 아침 어떤 일이 생길지 기대하며 연구실 문을 엽니다. 새로운 지식에 대한 기대와 연구에 대한 열정이 가득한 마음으로 하루를 시작합니다. 이러한 마음은 든든한 지도 교수 님과 연구실 구성원들의 편안하고 즐거운 분위기 덕분인 것 같습니다. 그래서 앞으로도 밝고 활기찬 분위기와 연구에 대한 열정이 좋은 결실을 맺어 실험실 구성원 모두에게 의미 있는 결과와 발전을 이룰 거라 생각합니다. 언제나 PBL 연구실에 행운이 깃들길 바라며, 마지막으로 저희를 응원해 주시고 사려 깊게 지도해 주시는 김태우 교수님께 감사의 마음을 전하며 글을 마칩니다.
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