이태걸 표준연 박사 "암·뇌졸중 환자 위한 약물 선별 활용 예정"

연구팀이 개발한 표면질량분석기반 약물 후보물질 확인 기술 조감도. 효소에 반응하는 물질 질량 변화를 측정해 신약 후보물질들의 활성을 평가할 수 있다.<그림=연구팀 제공>
연구팀이 개발한 표면질량분석기반 약물 후보물질 확인 기술 조감도. 효소에 반응하는 물질 질량 변화를 측정해 신약 후보물질들의 활성을 평가할 수 있다.<그림=연구팀 제공>
국내 연구팀이 효소 활성 억제여부로 중증 질병의 신약후보 물질을 빠르고 정확하게 선별할 수 있는 기술을 개발했다.

한국표준과학연구원(원장 박상열)은 이태걸 나노바이오측정센터 박사 연구팀이 '표면질량분석기반 약물 후보물질 확인 기술'을 개발했다고 8일 밝혔다.

효소는 생명 활동의 핵심이 되는 생체 촉매로서 효소 역할에 따라 질병을 일으키는 핵심요소로 작용하기도 한다. 신약을 개발하기 전 약물 후보물질 선별단계에 있어 효소 활성 억제 여부에 대한 판별 기술은 필수적이다. 

인산화효소 경우 과다하게 활성화되면 암이나 백혈병과 같은 질병을 유발한다. 기존에는 인산화효소 활성화를 확인하기 위해 형광물질 기반 약물 후보물질 스크리닝을 사용했지만, 형광물질 자체 화학적 영향으로 효소 활성을 정확히 측정할 수 없었다는 문제가 있었다.

연구팀은 약물 후보물질 스크리닝에 형광물질을 사용하지 않아도 되는 비표지적 방법인 표면질량분석기술을 개발해 효소 활성화를 측정했다.

표면질량분석기술은 단백질 인산화효소와 이에 반응하는 기질인 펩타이드의 반응을 유도한 후, 펩타이드만 선택적으로 금 코팅된 실리콘 기판에 흡착시켜 결과를 분석하는 방법이다.

펩타이드가 효소에 의해 인산화되면 원래보다 질량 80Da(1Da=1.661x10-24g) 증가한다. 따라서 후보물질 효소 활성 억제 효율은 질량이 변하지 않은 펩타이드와 질량이 증가한 펩타이드의 상대적인 양을 분석해 확인할 수 있다.
  
연구팀은 이 과정에서 효소 활성을 억제할 수 있는 1만3727개 후보물질을 시험했고 그중 일곱 가지가 효소 활성을 50% 이상 억제할 수 있음을 확인했다.

이태걸 박사는 "하나의 기판 위에 다수의 물질을 검사할 수 있으며, 비표지 질량분석법을 도입해 기존 스크리닝 분석법의 부정확성으로 인한 잘못된 후보물질 도출을 배제할 수 있다"라며 "신속·정확한 기술을 통해 중증 질병에 대한 다양한 신약후보 물질 중에서 사용 가능한 약물을 선별할 수 있다"라고 말했다.

이번 연구결과는 분석화학 분야 국제 저널인 '애널리티컬 케미스트리'(Analytical Chemistry) 1월호에 게재됐다.

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