의약품 핵심원료 비천연아미노산 국산화 길 열렸다

에이즈, 간질, 항암제 등 다양한 의약품에 활용 가능

▲순수한 L- 또는 D-형 비천연 아미노산 생산공정.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 의약품의 핵심원료로 사용되는 비천연 아미노산의 효율은 높이고 비용은 낮춘 공정 기술이 개발됐다. 에이즈, 간질, 항암제 등 다양한 의약품에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

국내 연구팀이 에이즈, 간질, 항암제 등 다양한 의약품의 핵심원료로 사용되는 비천연 아미노산을 효소를 이용해 기존보다 품질은 향상시키면서도 비용을 훨씬 줄일 수 있는 공정 기술을 개발했다. 비천연 아미노산은 생명체가 생산하는 천연아미노산과 달리 인공 합성에 의해 만들어지는 아미노산으로 다양한 의약품이나 건강식품의 핵심 원료로 사용되는 고부가가치 화합물을 말한다.

이번 연구를 통해 지금까지 전량 해외에서 수입하고 있는 고가의 비천연 아미노산(연 500억원)을 대체할 뿐 아니라 국내 기업이 해외 시장(3조원 규모)으로 진출할 수 있는 교두보가 마련됐다.

생명체를 구성하는 단백질의 구성요성인 아미노산은 생산방법에 따라 식품이나 동물사료에 쓰이는 저가의 천연 아미노산과 의약품이나 건강식품 등 인체에 활용되는 고가의 비천연 아미노산으로 구분된다. 대장균 등을 이용해 생산하는 천연 아미노산은 대량생산 기술을 갖춘 세계적 수준의 국내기업들이 있는 반면 정밀화학 공정을 필요로 하는 비천연 아미노산은 의약품 핵심원료로 쓰이는 산업적 중요성에도 불구하고 국내 생산기술이 없었다. 독일과 일본 등에서 전량 수입하고 있다.

이번에 연구팀이 개발한 비천연 아미노산 생산 기술은 저가의 라세믹 화합물에 효소(트랜스아미나제)를 촉매로 사용해 아미노산을 생산했다. 기존 해외 기술보다 고품질·저비용·자연친화적인 기술이다. 기존 해외 기업이 보유한 아미노산 생산 기술은 유기촉매나 산화효소를 사용하기 때문에 아미노산의 순도가 낮을 뿐 아니라 유독한 부산물이 생성되는 문제점이 있었다. 이번에 개발된 기술은 트랜스아미나제를 촉매로 사용함으로써 높은 아미노산 순도(99% 이상)에도 불구하고 유독물질의 발생이 없는 친환경적인 공정 기술이다.

나아가 연구팀은 이번 기술을 활용해 L-터트류신(에이즈치료제,항암제), L-호모알라닌(간질, 결핵 치료제), L-노르발린(고혈압 치료제), D-알라닌(항암제), D-세린(인지향상약물), D-글루타메이트(장질환 치료제) 등 각종 의약품의 핵심원료로 쓰이는 다양한 아미노산을 성공적으로 생산했다.

이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업 '차세대바이오매스연구단(양지원 단장)'의 지원을 받아 연세대학교 생명공학과 신종식 교수팀이 수행했다. 응용화학 분야의 Advanced Synthesis & Catalysis 11월호(11월 24일) 표지 논문(논문명 : Deracemization of amino acids by coupling transaminases of opposite stereoselectivity)으로 실렸다.

신종식 교수는 "국내에는 바이오공정을 이용한 고부가가치 화학 제품 생산기술이 매우 취약한 편"이라며 "이번 연구는 기존 특허와 차별되는 원천기술로서 향후 국내 바이오화학업체가 가격경쟁력을 갖춘 고품질의 비천연 아미노산을 생산하여 국내외 시장을 개척하는데 크게 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.