효소 활성의 억제여부로 고효율 약물을 찾아내다

효소는 생명 활동의 핵심이 되는 생체 촉매로서 효소의 역할에 따라 질병을 일으키는 핵심요소로 작용하기도 한다 . 따라서 신약을 개발하기 전 약물 후보물질 선별단계에 있어 효소 활성의 억제 여 부에 대한 판별 기술은 필수적이다 .

인산화효소의 경우 과다하게 활성화되면 암이나 백혈병과 같은 다양한 질병을 유발한다 . 기존에는 이러한 인산화효소의 활성화를 확인하기 위하여 형광물질 기반의 약물 후보물질 스크리닝을 사용하였다 . 하지만 이 방법은 형광물질 자체의 화학적 영향 등으로 효소의 활성을 정확히 측정할 수 없었다 .

연구팀은 약물 후보물질 스크리닝에 형광물질을 사용하지 않아도 되는 비표지적 방법인 표면 질량분석 기술을 개발하여 효소의 활성화를 측정하였다 . 표면 질량분석 기술은 단백질 인산화효소와 이에 반응하는 기질인 펩타이드의 반응을 유도한 후 , 펩타이드만 선택적으로 금 코팅된 실리콘 기판에 흡착시켜 그 결과를 분석하는 방법이다 .  

펩타이드가 효소에 의해 인산화되면 원래보다 질량 80 Da 1) 이 증가한다 . 따라서 후보물질의 효소 활성 억제 효율은 질량이 변하지 않은 펩타이드와 질량이 증가한 펩타이드의 상대적인 양을 분석 하여 확인할 수 있다

인산화효소 , 펩타이드 , 후보물질로 이루어진 반응액을 금 코팅 위에 떨어트린 후 물로 씻어내면 펩타이드만 접착제 역할을 하는 싸이올기 (-SH) 를 지니고 있어 금 위에 흡착된다 . 이 펩타이드의 질 량을 분석함으로써 후보물질의 효율을 시험하였다 .

이 과정에서 효소의 활성을 억제할 수 있는 13,727 가지의 후보물질을 시험하였고 그 중 일곱 가지가 효소의 활성을 50% 이상 억제할 수 있음을 확인하였다 . 연구팀은 향후 본 기술을 바탕으로 다양한 효소의 활성을 평가할 수 있는 방법을 추가적으로 연구해 나갈 예정이다 .

KRISS 이태걸 박사는 “ 하나의 기판 위에 다수의 물질을 검사할수 있으며 , 비표지 질량분석법을 도입하여 기존 스크리닝 분석법의 부정확성으로 인한 잘못된 후보물질의 도출을 배제할 수 있다 .” 며 “ 이와 같은 신속 정확한 기술을 통해 중증 질병에 대한 다양한 신약 후보물질들 중에서 사용 가능한 약물을 선별할 수 있다 .” 라고 말했다 .

산업부 및 산기평 나노융합산업핵심기술개발사업의 지원을 받은이번 연구 결과는 분석화학분야의 국제 저널인 < 애널리티컬 케미스트리 (Analytical Chemistry)> 1 월호에 게재되었다  

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