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독일 과학자들이 적외선 센서를 이용해, 어떤 활성제가 단백질 구조에 영향을 줄 수 있으며, 얼마나 오래동안 지속할 수 있는지를 신속하고 쉽게 분석할 수 있다고 보고했다. 이를 이용하면 신속하고 타깃화된 방법으로 부작용이 거의 없는 약물을 개발하는데 도움이 될 것으로 보인다. 관련 연구는 독일 응용화학지인 Angewandte Chime에 게제되었다 (DOI: 10.1002/anie.201802603) 많은 약물의 효능은 특정 단백질의 활성을 억제함으로 세포의 신진 대사를 조작할 수 있다는 사실에 기초한다. 이를 위해서, 약물 분자는 반드시 각각의 표적 단백질에 결합해야 한다. 일부 활성제의 경우는 타깃 단백질에 결합하면 추가로 단백질 표면의 구조를 변화시킨다. 소위 입체 구조 (conformation)변화를 통해서, 새로운 표면 영역과 결합 부위가 접근할 수 있어, 활성제가 더욱 이들과 강하게 결합할 수 있게 된다. 이 과정을 통해 활성제는 보다 좋은 선택성을 나타내기 때문에 부작용을 줄일 수 있게 된다. 이번에 개발된 방법은 기존 방법과는 달리 몇 분 안에 구조 변화에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 구조 변화의 유형을 좁혀나갈 수 있다는 장점이 있다. 연구팀이 개발한 센서는 적외선에 투과성이 있는 결정체를 기반으로 한다. 단백질 결정의 표면에 활성제가 결합하고, 적외선 스펙트럼은 결정체를 통과하면서 단백질 구조 변화를 기록하는 것이다. 센서는 구조적 변화에 민감하다. 센서는 소위 아미드 영역에서의 변화를 탐지하는 것이다. 어떤 변화가 일어난다는 것은 활성제가 단백질의 모양을 변화키셨다는 것을 의미한다. 이번 연구는 제약회사인 Merck사와 협력으로 이루어진 것이다. 개발된 방법의 신뢰성을 입증하기 위해서 HSP90이라는 단백질에 영향을 줄 수 있는 두 가지 다른 활성제 그룹을 분석했다고 연구진은 밝혔다. HSP90 단백질은 세포 내에서 새롭게 만들어진 단백질이 똑바른 삼차원 구조를 가질 수 있도록 돕는 역할을 한다. 종양 세포의 경우에는 매우 활발한 신진대사가 이루어지기 때문에 HSP90의 도움이 매우 중요하다. 따라서 HSP-90 활성을 억제하는 약물은 종양의 성장을 멈추게 할 수 있다. 약물 분자가 표적 단백질로부터 이탈하는 속도는 신체에서 약물의 유효 기간에 해당한다. 복잡한 수명을 가진 활성제는 타깃 단백질에 오랫동안 결합되어 있어야 오랫동안 효과를 나타낼 수 있다. 이런 활성제가 포함된 약물 알약은 하루에 한 번만 복용하기 때문에 부작용이 적다. 연구진은 ‘센서가 유동 시스템의 역할을 하기 때문에 약물이 타깃 단백질에 결합한 후에 나머지는 씻겨지기 때문에, 결과적으로 시간에 따른 유효성의 변화를 측정할 수 있다’고 말했다. |
