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단백질은 우리 몸의 생명 유지에 필요한 필수 영양소입니다. 단백질은 여러 개의 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결되어 있습니다. 단백질은 신체 세포의 구성 성분일 뿐 아니라 효소, 호르몬, 항체의 구성 성분이기도 합니다. 단백질 구조에 이상이 생기면 질병이 발생할 수 있습니다. 이렇게 단백질의 비정상적 변형으로 발생한 질병을 치료하기 위해서는 이 단백질의 기능을 저해하는 화합물 즉, 약물로 치료할 수 있습니다.

단백질 화합물 상호작용 실험에서는 10종의 단백질 중 1종을 선택하고, 100종의 화합물 중에서 랜덤하게 제시되는 10종의 화합물 중 1종을 선택하여 단백질과 화합물의 상호작용을 실험합니다. 선택한 단백질과 화합물의 상호작용 실험이 완료되면 에너지값을 확인할 수 있습니다. 선택한 단백질과 가장 낮은 에너지 값을 갖는 화합물을 찾으면 성공입니다. 총 3번 시도할 수 있으며 실패하면 재시도할 수 있습니다.

이 실험을 통해 신약 개발 과정 중 약물 후보 물질을 선별하거나 디자인하는 과정을 경험할 수 있습니다. 이 실험에 적용된 기술은 원자 수준에서 약물-표적 상호작용을 연구하기 위해 널리 사용되는 분자 도킹(molecular docking) 기술입니다. 이 기술을 활용하면 실제 실험보다 저렴한 비용으로 약물 후보 물질을 선별하거나 디자인할 수 있습니다.

이 실험을 통해 가능한 학습 내용은 아래와 같습니다.

• 단백질의 역할, 단백질의 구조
• 단백질 구조 이상에 따른 질병 유발
• 단백질 기능 저해 화합물(약물) 선별 과정 이해
• 단백질과 약물 후보 물질의 상호작용 에너지 계산
• 분자 도킹 기술

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