[과학을 읽다]효소 활성 억제로 '약물' 찾아낸다

국내 연구팀, '표면질량분석기반 약물 후보물질 확인 기술' 내놓아

▲효소에 반응하는 물질의 질량 변화를 측정해 신약 후보물질의 활성을 평가할 수 있다.[사진제공=KRISS]

[아시아경제 정종오 기자] 효소의 활성을 억제해 고효율 약물을 찾아내는 기법이 개발됐습니다. 이를 응용하면 암, 뇌졸중 등 중증 환자를 위한 약물 선별에 활용할 수 있습니다.

국내 연구팀이 효소의 활성을 측정하고 억제여부를 분석해 특정한 중증 질병의 약물 후보물질을 빠르고 정확하게 선별할 수 있는 기술을 내놓았습니다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박상열) 나노바이오측정센터 이태걸 박사팀이 개발한 '표면질량분석기반 약물 후보물질 확인 기술'입니다.

효소는 생명 활동의 핵심이 되는 생체 촉매로 효소의 역할에 따라 질병을 일으키는 요소로 작용합니다. 신약을 개발하기 전에 약물 후보물질 선별단계에 있어 효소 활성의 억제 여부에 대한 판별 기술은 필수적입니다.

인산화효소의 경우 지나치게 많이 활성화되면 암이나 백혈병과 같은 다양한 질병을 일으킵니다. 기존에는 이 같은 인산화효소의 활성화를 확인하기 위해 형광물질 기반의 약물 후보물질 스크리닝을 사용했습니다. 이 방법은 형광물질 자체의 화학적 영향 등으로 효소의 활성을 정확히 측정할 수 없었습니다.

연구팀은 약물 후보물질 스크리닝에 형광물질을 사용하지 않아도 되는 비표지적 방법인 표면질량분석기술을 개발했습니다. 효소의 활성화를 측정했습니다. 표면질량분석기술은 단백질 인산화효소와 이에 반응하는 기질인 펩타이드의 반응을 유도한 뒤 펩타이드만 선택적으로 금 코팅된 실리콘 기판에 흡착시켜 그 결과를 분석하는 방법입니다.

펩타이드가 효소에 의해 인산화되면 원래보다 질량 80 Da(dalton, 질량의 단위)이 증가합니다. 후보물질의 효소 활성 억제 효율은 질량이 변하지 않은 펩타이드와 질량이 증가한 펩타이드의 상대적 양을 분석해 확인할 수 있습니다. 인산화효소, 펩타이드, 후보물질로 이뤄진 반응액을 금 코팅 위에 떨어트린 후 물로 씻어내면 펩타이드만 접착제 역할을 하는 싸이올기(-SH)를 지니고 있어 금 위에 흡착됩니다.

이 펩타이드의 질량을 분석해 후보물질의 효율을 시험했습니다. 이 과정에서 효소의 활성을 억제할 수 있는 1만3727 가지의 후보물질을 시험했고 그 중 일곱 가지가 효소의 활성을 50% 이상 억제할 수 있음을 확인했습니다. 연구팀은 앞으로 이번 기술을 바탕으로 다양한 효소의 활성을 평가할 수 있는 방법을 추가적으로 연구해 나갈 예정입니다.

이태걸 KRISS 박사는 "하나의 기판 위에 다수의 물질을 검사할 수 있으며 비표지 질량분석법을 도입해 기존 스크리닝 분석법의 부정확성으로 인한 잘못된 후보물질의 도출을 배제할 수 있다"며 "이와 같은 신속하고 정확한 기술을 통해 중증 질병에 대한 다양한 신약 후보물질들 중에서 사용 가능한 약물을 선별할 수 있다"라고 말했습니다.