하나님의 단백질 펌프 : 분자 수준의 경이로운 설계 : 창조 설계-생명 [한국창조과학회 자료실]

하나님의 단백질 펌프 : 분자 수준의 경이로운 설계

미디어위원회

2023-04-09

하나님의 단백질 펌프 : 분자 수준의 경이로운 설계

(God's Protein Pump)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)

오래 전 바울 사도는 로마 교회에 보낸 편지에서, “창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그가 만드신 만물에 분명히 보여 알려졌나니 그러므로 그들이 핑계하지 못할지니라”(롬 1:20)라고 말했다. 하나님의 창조는 만드신 만물에서 분명하게 보여진다는 것이다.

그 당시에는 오늘날 우리가 사용하고 있는 첨단 기술이나 장비가 없었다. 하지만 1세기 사람들도 우주와[1] 우리 몸에서[2] 설계와 창조의 증거들을 볼 수 있었다. 그것으로 충분했다. 바울은 그들이 변명하지(핑계하지) 못할 것이라고 말했다.

오늘날 과학자들은 각 세포의 가장 깊숙한 곳까지 들여다보며, 흥미로운 미세 구조와 그 기능들을 관찰하고 있다. 세포 해부학(cellular anatomy)과 그 복잡한 과정을 설명하는 일반 교과서는 1340페이지를 쉽게 넘어가며[3], 연구가 계속됨에 따라 이러한 지식은 더욱 늘어날 것이다. 이러한 발견들을 통해 인류는 정말로 변명할 수 없는 것이다!

사람, 식물, 동물, 박테리아에는 단백질로 만들어진 분자기계(molecular machines)들이 있다는 것은 수십 년 동안 알려져 왔다. 예를 들어, 복구(수선) 효소(repair enzymes)라는 분자기계가 있는데, 이 기계는 현재 DNA 분자의 가닥을 오르내리며, 다수의 다른 지원 효소들과 함께 손상(외상)을 복구한다.[4, 5]

최근 일본 도호쿠 대학(Tohoku University)의 과학자들은 수송 단백질(transport protein)이라 불리는 미세한 분자기계에 대한 새로운 사실들을 발견했다.[6] 이 단백질은 분비 경로(secretory pathway) Ca2+/Mn2+-ATPase, 또는 줄여서 SPCA라고 불리는데, 골지체(Golgi apparatus, 세포의 대사산물을 포장하도록 설계된 진핵세포에 있는 일련의 납작한 막)에서 발견되었다. SPCA는 세포간의 신호전달(cell signaling, signal transduction)에 중요한 칼슘 수송에 관여하며, 적절하게 단백질 기능을 돕는다. 또한 SPCA는 독성 수준으로 축적될 수 있는 망간의 축적을 방지하는 데도 관여한다.

연구자들은 SPCA의 기능을 파악하기 위해서 그 구조를 조사했는데, 특히 피부의 주름(접혀지는) 부위에 물집이 생기는 유전성 질환인 헤일리-헤일리 병(Hailey-Hailey disease)과의 관련성을 조사하였다. 이 유전 질환은 SPCA를 코딩하는 유전자의 한 돌연변이로 인해 발생한다.

생물학자들은 "단백질의 돌연변이가 기능적 결함을 일으켜, 결국 헤일리-헤일리 병으로 이어질 수 있는 곳"을 매핑하는 데 성공했다.[6]

저온전자현미경(cryo-electron microscopy)은 매우 낮은 온도에서, 단백질 분자 운동이 고정된 상태에서, 동결된 시료들을 연구할 수 있게 해준다. 단백질들은 일반적으로 정상적인 기능을 수행하면서 움직이고 모양이 변하지만, 저온전자현미경으로 포착되는 것은 한 특정한 상태만 드러낼 수 있다. 도호쿠 연구팀은 이 기술을 사용하여, 칼슘과 망간 이온에 결합된 상태, 에너지 공급 분자인 ATP에 결합된 상태, 금속에 결합되지 않은 인산화 상태 등 세 가지의 단백질 상태를 밝혀냈다. 따라서 그 단백질이 정상적으로 그들 사이에서 전환되는 세 가지 상태의 스냅샷을 제공하고 있었다.[6]

한 사진은 고도로 접혀진 SCPA 단백질 분자 내에서, 헤일리-헤일리 병과 관련된 돌연변이를 보여주고 있었다. 특히 중요한 활성 부위를 갖고 있는 효소에서, (3차원적 구조의) 단백질이 약간만 잘못 접혀도 생명체에는 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 이 정밀한 단백질 접혀짐(protein folding)은 진화론자들에게 여전히 수수께끼로 남아있다. 두 명의 생화학자는 "[폴딩을 통해] 단백질 구조가 특정 세포 환경에서 기능하도록 (어떻게든) 진화했다"라고 말하고 있었다.[7] 그러나 "진화했다"는 것만으로는 과학적 설명으로 보기 어렵다.

SCPA 단백질뿐만 아니라, 수많은 다른 단백질들은 어떻게 (3차원적 구조로) 접혀있는 것일까? 예를 들어, 접혀지지 않은 폴리펩타이드 10개 중 1개 정도는 TRiC라 불리는 설계된 나노구조가 필요하다. 이 구조는 양쪽 끝이 복잡한 뚜껑으로 설계된 하나의 관(tube)이다.

미완성된 원래의 단백질은 TRiC 내부로 잠시 들어와서, 현재까지 알려지지 않은 방식으로 접는 힘이 작용하여, 빠르게 접혀진다. 이것은 모자를 토끼로 바꾸는 마술처럼 보일 수 있지만, 이보다 더 신비롭고 놀라운 분자 단위의 (초미세) 마술이다! TRiC의 발견자인 스탠포드 대학의 생물학 부교수 주디스 프리드만(Judith Frydman)은 "그것은 매우 복잡한 메커니즘이다"[8]라고, 고전적 표현을 사용하여 말했다.

우연, 오랜 시간, 자연적 과정을 통해 생명체가 발전한다는 전통적인 진화론적 설명은 모든 수준에서, 특히 미세한 수준에서 붕괴되고 있다.[9] SCPA의 저온전자현미경 구조는 "많은 중요한 통찰력을 제공하고 있지만, 전체 그림을 설명하기에는 충분하지 않다"[6] 단백질들의 구조, 단백질들의 기능, 세포 수준의 복잡한 과정들에 대한 전체 그림은, 실제로 창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들에서 그분의 영원하신 능력과 신성을 분명히 드러내고 있는 것이다.[10]

References

1. Psalm 19:1

2. Psalm 139:14

3. Alberts, B. et al. 2015. Molecular Biology of the Cell. 6th edition. New York, NY: Garland Science.

4. Thomas, B. DNA Repair Enzymes: Vital Links in the Chain of Life. Creation Science Update. Posted on ICR.org August 27, 2008, accessed March 24, 2023.

5. Sherwin, F. DNA Paramedics Repair Chromosomes. Creation Science Update. Posted on ICR.org July 24, 2018, accessed March 24, 2023.

6. Inaba, K. “Cryo-Electron Microscopy Captures Structure of a Protein Pump.” Tohoku University Global Site. Posted on tohoku.ac.jp March 24, 2023, accessed March 24, 2023.

7. Nelson, D. and M. Cox. 2017. Principles of Biochemistry. 7th edition. New York: W.H. Freeman, 143.

8. Sherwin, F. 2008. Evolution Continues to Be a Hard Cell. Acts & Facts. 37 (9): 14.

9. Tomkins, J. In Honor of Darwin’s 200th Birthday: Evolution’s Biggest Gaps. Creation Science Update. Posted on ICR.org March 12, 2009, accessed March 24, 2023.

10. Romans 1:20

* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.

*참조 : 가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다 : 마이코플라즈마는 200개의 분자기계들과 689개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다.

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