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암유발 인자 PLK1 타깃 단백질 구조 기반 약물 설계…부작용 최소화
[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 암 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 새로운 표적항암제를 개발했다.
한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 방정규 박사 연구팀이 한국생명공학연구원(KRIBB), 한국과학기술연구원(KIST), 미국 국립암연구소(NCI/NIH) 등과 국제공동연구를 통해 부작용을 최소화하며 암 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 표적항암제를 개발했다고 10일 밝혔다.
기존 항암제들은 약물 결합 부위가 매우 다양하여 암세포만을 타겟으로 할 수 없었고 이로 인해 화학적 항암치료로 건강한 세포까지 파괴하는 부작용이 매우 컸다.
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| 단백질 3차원 구조를 기반으로 설계된 항암제 및 마우스를 이용한 항암효과[사진=KBSI] 2020.12.10 memory4444444@newspim.com |
반면 연구진이 개발된 항암제는 암 유발과 밀접한 관련이 있는 폴로유사인산화효소(PLK1)의 폴로 박스 도메인(Polo-Box Domain)을 타깃으로 하기에 부작용이 매우 적고 이를 이용해 암을 초기에 진단할 수 있는 진단제로의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
방정규 박사 연구팀은 2009년 방사광가속기를 이용해 암 유발에 관여하는 PLK1의 폴로 박스 도메인과 결합하는 펩타이드 기반 항암제를 개발하고 그 3차원 구조를 규명해 'Nature' 자매지에 게재한 바 있다. 그러나 펩타이드 기반 약물은 세포 투과성 문제로 임상 적용을 위한 경구 투여가 불가능했다.
이번 연구에서 개발한 항암제는 기존의 3차원 복합 구조를 바탕으로 세포 투과가 가능한 경구용 저분자로 개발돼 주사제로 개발되는 일반적인 항암제와 달리 경구 투여가 가능하다.
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| 암세포의 생존에 필수적인 단백질인 PLK1만을 선택적으로 공격하는 총알(항암제)의 발사[사진=KBSI] 2020.12.10 memory4444444@newspim.com |
연구팀은 개발한 항암제를 암에 걸린 실험동물에 투여한 결과 암 억제 효과를 확인했으며 항암제를 형광 물질과 함께 주입한 결과 정확하게 암 부위만을 타깃으로 하는 것을 확인함으로써 초기 암 진단도 가능함을 증명했다.
향후 국내 제약 회사 또는 벤처 기업들과 공동으로 전임상 및 임상 시험을 통해 항암제 개발의 가장 큰 문제점인 부작용 문제를 해결할 수 있는 새로운 개념의 항암제 개발을 위한 후속 연구를 추진할 계획이다.
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| KBSI 방정규 박사 연구팀 등 관계자들이 기념사진을 촬영하고 있다.[사진=KBSI] 2020.12.10 memory4444444@newspim.com |
방 박사는 "이번 연구를 통해 암 유발 단백질의 특정 결합 부위를 타겟으로 하는 항암제를 개발, 항암제를 암세포에 정확히 전달하는 것이 가능해졌다"며, "이로써 암세포 주변 다른 세포까지 파괴하는 항암제의 부작용 문제를 해결함과 동시에 신규 암 바이오마커 개발에도 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구성과는 의약화학분야 저명 국제학술지 'Journal of Medicinal Chemistry'에 10일 표지논문으로 게재됐다.
memory4444444@newspim.com
