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'막단백질 대량생산 기술' 개발···"신약연구에 활용"

김성근 UST 박사과정생 성과···국제학술지 '많이 읽힌 논문' 선정
김성근 UST 박사과정생.<사진=UST 제공>김성근 UST 박사과정생.<사진=UST 제공>
신약연구에 활용되는 막단백질 대량생산 기술이 개발됐다.

UST(과학기술연합대학원대학교·총장 문길주)는 김성근 한국생명공학연구원 캠퍼스 박사과정생이 막단백질 대량생산 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

막단백질은 세포막에 존재하는 단백질로 세포 내 영양분과 생체 신호를 전달하는 중요한 역할을 수행한다. 이 기능이 망가지면 암, 신경계·면역계 질환, 염증 등 다양한 질병이 생긴다.

뿐만 아니라 막단백질은 현재 개발되는 약물 표적(약물이 작용해 기대하는 약효를 보이는 단백질)의 60% 이상을 차지하고 있다. 막단백질 구조에 대한 이해는 신약 개발에 있어 매우 중요하다.

하지만 막단백질은 세포 내부에 위치한 단백질에 비해 구조가 쉽게 변경되고 금방 분해돼 현재까지 기능이 밝혀진 막단백질은 많지 않다.

대장균의 경우 약 4288개의 유전자 중 막단백질은 전체 단백질의 약 30%에 해당하는 1300여 개다. 그중 기능이 알려진 것은 불과 20% 내외다. 막단백질의 고유 성질로 인해 현재까지는 소수 막단백질만을 대상으로 연구를 수행할 수밖에 없었다.

김성근 박사과정생은 이러한 난발현 막단백질을 성공적으로 대량생산하기 위한 연구를 수행, 정밀조절 플랫폼 개발에 성공했다. 막단백질 생산을 증가시키는데 기여하는 가장 중요한 변이가 락 리프레서(Lac Repressor, 젖당 분해 억제 단백질)에 존재함을 밝혀냈다.

락 리프레서를 이용하면 막단백질 발현에 의한 미생물의 생장 저해를 최소화하면서 생산량을 최대화할 수 있다. 이 방법을 통해 3종류의 막단백질 발현을 정밀하게 조절해 생산을 최적화했다.

이번 연구결과는 이대희 한국생명공학연구원 캠퍼스 교수가 공동저자로 참여했다. 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지 '합성생물학' 지난 5월 19일 자에 실렸으며 '많이 읽힌 논문'으로도 선정됐다.

김성근 박사과정생은 지난 4월 최근 각광받는 신형 유전자 가위 '크리스퍼 Cpf1'을 변형시킨 '크리스퍼 간섭기술'에 대한 연구논문을 같은 학술지에 게재하기도 했다.
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