'단백질 응집' 밝혀져, 당뇨 등 치료제 개발 청신호

신약개발 청신호…디자인 바로 적용, 실용화 5~10년

[아시아경제 정종오 기자]치매, 당뇨, 암과 같은 단백질 응집 질환에 대한 관심에서 출발한 국내 연구팀이 마침내 성과를 거뒀다. 단백질이 응집되면서 발생하는 치매, 당뇨, 암, 파킨슨 병 등에 대한 새로운 원인을 밝혀낸 것이다. 질환유발 뿐 아니라 단백질 의약품 개발의 걸림돌이 되는 단백질 응집 성향을 정확히 예측할 수 있어 신약개발 등 후속연구가 활발해질 것으로 기대된다.

'단백질 응집'이란 단백질이 비정상적으로 축적되면서 응집체를 형성하는 현상을 말한다. 비정상적인 단백질 응집체는 독성을 띨 수 있으며 독성 응집체는 주변 세포들의 기능장애는 물론 세포를 죽여 각종 질병을 불러일으킨다.

국내 연구팀은 물이 우리 몸 안에 가장 많은 부분을 차지한다는 사실에 착안했다. 단백질과 물의 상호작용을 정확히 구현하는 기술을 독자적으로 개발했고 이로부터 생체 내 질환 단백질의 응집현상을 정확히 예측할 수 있음을 입증했다.

생체 내에서 질병으로 이어질 수 있는 단백질의 응집을 분자수준에서 제어할 수 있는 방법을 제시한 것이다. 연구팀은 물과 상호작용이 단백질 응집성향을 결정하는 주요요인임을 규명했다. 단백질을 구성하는 아미노산 서열 등에만 중점을 뒀던 기존 연구에 새로운 전기를 제공한 것이다.

단백질 주변의 물의 구조와 분포를 정확히 예측할 수 있게 됨에 따라 어떤(What) 단백질이 왜(Why) 얼마나(How much) 응집하는지를 90% 정확도로 예측할 수 있게 됐다.

이번 연구는 숙명여자대 화학과 함시현 교수팀이 수행했다. 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심)의 지원으로 이뤄졌고 화학분야 국제학술지 앙게반테 케미 (Angewandte Chemie International Edition) 2월 24일 온라인판(논문명 Interaction with the Surrounding Water Playes a Key Role in Determining the Aggregation Propensity of Proteins) 에 실렸다.

함 교수는 "응집현상에 대한 정확히 예측할 수 있기 때문에 신약개발에 대한 디자인은 곧바로 적용할 수 있고 실용화 까지는 짧게는 5년 정도 걸릴 것으로 보인다"고 말했다. 한편 이번 논문은 저널에 게재된 상위 10% 이내 논문으로 꼽혀 주목할 만한 논문(HIP, Highly Important Paper)에도 선정됐다.

◆다음은 함시현 교수와 일문일답.

-성과를 꼽는다면.
▲단백질 응집현상의 새로운 원인을 제시했고 단백질 응집성향을 정확하게 예측할 수 있다는 것을 밝혀냈다.

-치매 등 질환에 사용할 수 있는 것인가.
▲치매, 광우병 등 단백질응집 질환을 이해하고 응집성향을 제어하는데 이용 가능하다. 응집하지 않는 단백질 신약을 효율적이고 체계적으로 디자인하고 개발할 수 있다.

-신약이 개발되는데 걸리는 시간이 궁금한데.
▲응집 성향을 제어하는 단백질 디자인 기술은 바로 적용가능하다. 단백질 신약개발을 통한 실용화는 5~10년 이상이 걸릴 것으로 예상된다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr