최근 한국인 주요 사망원인인 암을 치료하기 위해 외과수술, 방사선 치료와 함께 다양한 항암제가 개발되고 있다.
특히 여성암과 폐암에 탁월한 효능을 보이는 택솔(taxol)은 미국의 국립암연구소에서 주목나무에서 발견한 대표적인 천연 항암제로, 택솔의 표적 단백질은 미세소관 형성을 억제함으로써 암 세포분열을 방해하는 것이 규명됐다.
이처럼 천연 화합물을 질환 치료제로 개발하기 위해서는 화합물의 작용원리를 정확하게 규명해야 부작용 예측과 상용화가 가능하다. 따라서 많은 연구자들은 생리활성 화합물의 작용원리 연구를 위한 약물의 효율적 표적 단백질 결정 기술을 필요로 하고 있는 실정이다.
신약 개발 및 신약 선도물질의 발굴에 있어서 핵심이 되는 단계 중 하나는 신약의 표적 단백질을 결정하고 검증하여, 화합물의 생체 내 작용 원리와 약효의 유효성을 연구하는 것이다.
기존의 표적 단백질 결정 기술은 화합물의 수식을 이용한 친화 크로마토그래피를 주로 이용하고 있다. 그러나 이 방식은 시간적․경제적 효율성이 떨어질 뿐만 아니라 생리활성 화합물의 구조적 변형으로 인해 약리 활성을 보장할 수 없고 천연 화합물은 연구가 불가능하다는 한계점이 있다.
권호정 교수(연세대) 연구팀은 이러한 수식 방법의 한계점을 극복하기 위해, 대표적인 비수식 화합물의 표적 결정 방법을 종합 비교․분석했다. 이를 통해 표적 단백질 검증이 불가능 했던 천연 화합물의 새로운 표적 단백질 결정 방법을 제시했다.
또한 세포의 유전적 변형 및 조작을 통한 방식과 생물정보 데이터 기반 비교 분석법을 통한 천연 화합물의 표적 단백질 결정법에 대한 연구방법을 제시했다.
기존 연구방법의 한계점을 극복한 이번 표적 단백질 결정 연구 방법은, 향후 천연 화합물 및 약물의 작용원리 규명 및 개발연구에 기여할 전망이다.
또한 이번 연구결과로 구축한 비수식 화합물의 표적 단백질 결정 플랫폼과 생체 내 효능 및 안정성․독성 검증 시스템을 연구자들이 이용하게 되면 기존의 신약 개발의 효율성을 크게 강화할 것으로 기대된다.
권호정 교수는 "기존의 방법에서 벗어난 비수식 화합물을 활용한 표적 단백질 결정법을 사용하면, 신약 개발뿐만 아니라 난치병의 원리를 규명하는 원천적 생명현상 규명에도 큰 기여를 할 것이다"라고 연구 의의를 설명했다.
이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업 및 바이오기술개발사업 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 천연물 분야의 학술지 '내추럴 프로덕트 리포츠(Natural Product Reports)' 5월 4일자에 게재됐다.