단백질의 인산화는 생체 내의 신호 전달과 대사 과정 등을 조절하는 핵심 기작으로, 이를 조절하는 인산화효소와 탈인산화효소는 중요한 신약 개발 타겟입니다. 일례로 인산화효소의 저해제는 글리벡으로 대표되는 수십여 종의 항암제로 개발되어 많은 환자들에게 쓰이고 있습니다.

기존의 단백질 인산화 연구는 세린, 스레오닌, 타이로신 등의 잔기의 O-인산화에 집중되어 있습니다.  반면, 아르기닌 잔기의 N-인산화는 1970년대에 처음 발견되었음에도 불구하고, 그 생성물인 인산화아르기닌이 화학적으로 불안정하기 때문에 그에 대한 생화학적 연구가 매우 어려웠습니다. 다행히, 기술의 발전으로 인해 21세기에 들어서 박테리아에서의 그 기능이 조금씩 밝혀지기 시작하였으나, 인간 세포를 비롯한 진핵세포에서의 그 생물학적 기능은 여전히 미지수로 남아 있습니다.

본 연구에서는 아르기닌 인산화 연구에서 기존의 생물학적 방법론의 한계를 극복하기 위하여, 유기화학적 방법론을 생물학 연구에 적용하는 화학생물학적 접근법을 제시합니다. 이를 이용하여, 단백질의 아르기닌 인산화 현상의 생체 내 기능을 연구하고, 이를 조절하는 인산화효소와 탈인산화효소의 기능을 밝히고자 합니다. 이 연구를 통하여, 단백질 인산화 연구의 새로운 방향을 제시하고, 생명 현상을 좀 더 색다른 화학적 관점에서 바라볼 수 있는 시각을 제공하기를 기대합니다.

단백질 아르기닌 잔기의 인산화 현상과 그 조절 과정