국내서 통풍치료용 효소 '약효 8배 지속 기술' 개발
2020/02/06 12:06 입력
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GIST 권인찬 교수팀, 크기 큰 치료 단백질인 요산분해효소에 지질체 결합 방식 적용
통풍치료용 요산분해효소에 지질체를 결합해 약효를 기존 대비 최대 8배 정도 오래 지속시키는 방법이 규명됐다.
 
광주과학기술원(GIST)은 신소재공학부 권인찬 교수 연구팀이 분자 크기가 작은 치료제에만 적용 가능했던 지질체를 새로운 방식으로 결합해 크기가 큰 치료제도 약효가 오래 지속되는 방법을 최초로 규명했다고 5일 밝혔다.
 
연구팀은 크기가 큰 치료 단백질인 통풍치료용 요산분해효소에 지질체를 결합하는 새로운 방식을 적용, 기존 대비 약효를 최대 약 8배 정도 더 지속시키는 기술을 개발했다.
 
이 기술은 통풍치료제를 오래 지속시켰을 뿐만 아니라 향후 다양한 치료단백질에 적용될 수 있어 치료 기간 및  비용, 환자의 고통을 획기적으로 줄여줄 것으로 기대된다.
 
요산분해효소(urate oxidase)는 농도가 높아지면 독성을 갖는 요산(몸속 세포가 죽게 될 때 세포 속 핵산이 분해돼 만들어지는 유기산)을 인체에 무해한 물질로 바꿔주는 물질이다.
 
치료용 단백질 반감기가 짧은 이유는 신장에서의 여과, 세포 내 흡수, 생체 내 단백질 분해효소에 의한 분해 등이 있다.
 
치료용 단백질의 반감기를 증가시키는 방법 중에는 지질체의 결합이 있는데 이는 치료용 펩타이드나 작은 단백질에 국한돼 적용돼져 왔다.
 
이에 연구진은 크기가 큰 치료용 단백질이 지질체 결합에 의해 반감기 증대가 일어나지 않는 이유에 대해 알부민에 붙은 지질체가 결합된 크기가 큰 단백질을 구조적으로 확인했고 FcRn(세포막에 있는 특수한 수용체)과 충돌을 일으킬 수 있다는 가설을 세웠다.
 
이러한 충돌을 해소하기 위해 다양한 길이의 링커를 크기가 큰 치료용 단백질과 지질체 사이에 적용해 체내 반감기 변화와 지질체가 결합된 치료용 단백질, 알부민, FcRn과의 복합체 형성 정도를 측정했다.
 
그 결과, 링커 길이가 길어질수록 지질체 결합된 요산분해효소와 알부민, FcRn의 복합체 형성 정도가 증가했으며, 반감기도 늘어났다.
 
또한 일정 길이 이상 링커가 도입됐을 때 복합체 형성 정도 및 반감기 증가의 차이가 없는 것을 확인해 크기가 큰 치료용 단백질과 지질체 사이의 임계 거리가 필요한 것이 규명됐다.
 
광주과학기술원 권인찬 교수는 "이번 연구는 지질체를 이용한 반감기 증대기술 효과가 치료용 단백질 크기에 영향을 받는다는 것을 최초로 밝혔다는데 가장 큰 의의가 있다"며 "향후 요산분해효소뿐만 아니라 다양한 치료용 단백질에 지질체를 결합해 체내 반감기를 증대시키려고 할 때 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
 
이번 연구 결과는 약물전달 분야 세계적 학술지인 '저널 오브 컨트롤드 릴리즈' 지난 1월30일자에 게재됐다.
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