신약물질의 세포 작용 현미경으로 직접 관찰한다

포항공대 류성호 교수 "신약물질 1차 선별 비용·시간 획기적 절감"

국내 연구진이 세포막 단백질의 유동성에 관한40년 된 가설을 뒤집는 획기적 연구를 토대로 신약 후보물질이 세포에 작용하는 과정을 현미경으로 직접 관찰하는 기술을 개발했다.

포항공대 생명과학과 류성호 교수와 김도현 연구원(박사과정) 팀은 22일 특정단백질에만 결합하는 물질인 리간드와 세포막 단백질이 결합했을 때 유동성이 변하는 것을 현미경으로 관찰, 신약물질을 1차 선별하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 화학분야 국제학술지 '앙게반테 케미'(Angewandte Chemie International Edition, 5월 4일자) 온라인판에 게재됐다.

이 기술은 세포막 유동성에 관한 40년 된 가설인 샤프만-델브룩 모델을 뒤집는성과를 토대로 한 것이다. 1975년 정립된 이 모델은 세포막 위의 단백질들은 끊임없이 움직이며 단백질이 리간드와 결합해도 움직임은 변하지 않는다는 것으로 그동안정설로 받아들여졌다.

그러나 류 교수팀은 초해상도 현미경(super-resolution microscopy)으로 관찰,세포막 단백질이 리간드와 결합할 때 움직임이 느려진다는 사실을 발견해 기존 정설을 뒤집었다.

연구진은 이 발견을 응용해 신약 후보 물질의 리간드를 세포에 처리했을 때 특정 세포막 단백질이 얼마나 느려지는지를 관찰함으로써 그 결합 정도를 간단하게 측정하는 기술(smDIMSA)을 개발했다.

신약물질의 리간드가 질병과 관련된 세포막 단백질과 잘 결합해야 약효를 낼 수있다. 따라서 리간드와 세포막 단백질의 결합도를 관찰하면 수백 가지 이상의 신약후보 중에서 약효가 있을 것으로 예상되는 물질을 선별할 수 있다.

연구진은 현재 개발되는 신약의 50% 이상이 리간드와 세포막 단백질의 상호작용을 이용하기 때문에 이 기술을 활용하면 신약후보물질 선별에 드는 비용과 노력을기존의 수천분의 1로 줄일 수 있을 것이라며 이 기술에 대한 국제특허를 출원했다고밝혔다.

현재 신약후보물질의 1차 선별에는 실험 1회당 30만∼60만원의 비용이 드는 복잡한 과정이 사용되고 있으나 이 기술을 이용하면 비용을 3천원대로 낮출 수 있다고연구진은 설명했다.

류성호 교수는 "새로 발견된 원리는 생물리학적으로 세포막 단백질의 유동이론에 대한 기존 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 증거"라며 "이 원리를 바탕으로 한이번 기술은 1차 신약 선별 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생화학적 응용성도 뛰어난 성과"라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>