프로젝트 기록

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OPTN–TBK1: 단백질 구성까지 살펴본 도킹 비교

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컴퓨터에서 작은 분자를 단백질 주변에 놓아 보고 점수를 매기면 비교할 후보를 좁힐 수 있다. 하지만 한쪽은 단백질의 이 부근을, 다른 쪽은 저 부근을 탐색했다면 점수 차이가 단백질 상태 때문인지 탐색한 위치 때문인지 구분하기 어렵다. 나는 OPTN과 TBK1이라는 두 단백질이 만나는 부근을 같은 조건에서 비교하는 계산을 다시 구성했다.

이처럼 분자가 놓일 위치와 방향을 탐색하는 방법을 분자 도킹이라고 한다. 여기서 얻는 것은 설정한 구조와 계산 조건 아래에서 만들어진 배치와 점수다. 화면에서 그럴듯하게 맞물렸다고 해서 실제로 결합하거나 치료 효과가 생긴다고 확인된 것은 아니다.

비교할 공간과 반복 조건을 맞췄다

이전 탐색에서는 서로 다른 단백질 상태를 비교하면서 탐색 공간의 중심도 달라지는 문제가 있었다. 당시 계산에 사용한 최종 입력과 결과 좌표를 되찾을 수 없어, 그 기록을 그대로 재현했다고 쓰지 않고 공개 구조 자료에서 입력을 다시 준비해 별도의 계산을 진행했다.

단백질의 기본형인 WT와 E50K 변이형을 두 구조 쌍 A/C, B/D에서 각각 다뤘다. 이에 따라 단백질 조건은 네 가지가 되고, 각 구조 쌍에서는 기본형과 변이형에 같은 위치와 크기의 탐색 상자를 사용했다. 이 공간을 고정한 설계를 공개본에서 controlled-grid라고 부른다.

화합물 11개를 네 조건에서 각각 10번씩 계산해 총 440개의 실행 기록을 남겼다. 열 번은 서로 다른 난수 시작값인 seed를 준 계산 반복이며, 생물학적 실험을 열 번 했다는 뜻은 아니다. 공개본에는 각 실행의 입력, 명령, 로그와 결과 좌표가 함께 있어 한 장의 대표 그림에서 끝나지 않고 계산 경로를 확인할 수 있다. 공개 코드·데이터 v2.0.0

점수와 배치의 반복성을 따로 읽었다

점수가 잘 나온 분자라도 시작값을 바꾸면 전혀 다른 곳에 놓일 수 있다. 그래서 점수뿐 아니라 반복 계산에서 분자의 위치가 얼마나 달라졌는지도 따로 비교했다. 이 차이를 나타내는 RMSD는 같은 단백질 좌표계에서 분자를 이루는 원자들의 위치 차이를 요약한 값이다. 이 계산에서는 분자를 다시 겹쳐 맞추거나 대칭인 원자를 서로 바꿔 맞추지 않았으므로, 그 조건까지 알고 읽어야 한다.

계산은 Uni-Dock 1.1.3의 Vina 점수와 fast 탐색 모드를 사용했고, 각 실행에 결과 배치 20개를 요청했다. 별도의 exhaustiveness 인수는 지정하지 않았다. 탐색 상자는 각 변이 26 Å인 정육면체로, 중심 좌표와 입력 준비 명령은 공개 패키지에 기록해 뒀다. Å는 원자 수준의 거리를 적을 때 쓰는 단위다. 이런 설정과 원자별 좌표를 남기는 것은 같은 계산을 확인할 출발점을 제공하지만, 사용한 단백질 구조나 점수 함수가 현실을 완전히 재현한다는 보증은 아니다.

내가 이 작업에서 남기려 한 것은 특정 분자를 치료 후보로 확정하는 순위표가 아니라, 비교 조건과 결과 좌표를 따라가며 판단할 수 있는 자료다. 반복해서 비슷한 배치가 나오는 경우도 실제 결합을 증명하지는 않는다. 이 계산만으로 OPTN–TBK1의 상호작용 조절이나 녹내장 치료 효과를 말할 수 없으며, 그런 판단에는 별도의 결합·기능 실험이 필요하다.

단백질을 얼마나 포함했는지도 비교했다

그 뒤에는 계산에 포함한 단백질의 구성도 살펴봤다. 두 사슬만 남긴 입력(pair-only)과 네 사슬을 함께 남긴 입력(four-chain)의 결과를 비교한 것이다. 사슬은 단백질을 이루는 아미노산이 이어진 구조를 말한다. 분자가 놓인 자리를 해석할 때는 OPTN과 TBK1이 만나는 부근뿐 아니라 주변 구조를 어디까지 포함했는지도 함께 살펴봐야 한다.

이 비교를 위해 같은 시기에 계산한 두 사슬 조건 440회와 네 사슬 조건 440회의 결과를 새 보충 자료에 담았다. 네 사슬 입력 구조, 분석 결과와 분석을 다시 실행하는 스크립트도 함께 공개했다. 이 자료는 8월 공개본에 없던 단백질 구성 비교를 추가한 것이며, 앞서 공개한 440회의 계산과 구분해서 읽어야 한다.

2026년 9월 29일 공개한 후속 계산 보충 자료는 데이터베이스 파일 9개와 Python 추출기로 제공한다. Python 3.9 이상에서 추출기를 실행하면 각 파일을 검사한 뒤 계산 자료 파일 3,033개를 복원할 수 있으며, 실행 방법과 파일별 SHA-256 값은 함께 올린 README에 적었다.

8월 28일의 코드·데이터 v2.0.0도 이전 계산의 기록으로 남아 있다. 두 DOI는 각각의 계산 자료를 가리키며 학술지 논문의 DOI와는 다르다.

두 사슬과 네 사슬을 비교한 결과를 논문으로 정리했고, 2026년 10월 20일 Perspectives on Integrative Medicine에 게재됐다. 게재 논문(2026;5(3):226–233) ↗에서 비교 방법과 결과를 읽고, 위의 공개 자료로 계산 조건과 좌표를 확인할 수 있다.

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