국내 연구진, `신약 개발 활용` 막단백질 대량생산 기술개발

이승구 과학기술연합대학원대(UST) 교수(생명공학연구원 책임연구원)와 김성근 UST 연구원 공동 연구진이 신약개발에 활용되는 막단백질을 대량생산하는 기술을 개발했다. 연구진은 이번 연구결과를 미국화학회에서 발간하는 국제학술지인 '합성생물학'에 발표했는데 해당 저널이 자체 집계한 '지난 한달간 가장 많이 읽힌 논문'에 선정됐다.
막단백질은 세포막에 존재하는 단백질로서 세포 내 영양분과 생체 신호를 전달하는 중요한 역할을 수행한다. 이 기능이 망가지면 암, 신경계·면역계 질환, 염증 등 다양한 질병이 생길 수 있다. 막단백질은 현재 개발되는 약물 표적(약물이 작용해 기대하는 약효를 보이는 단백질)의 60% 이상을 차지하고 있다. 따라서 막단백질 구조에 대한 이해는 신약 개발에 있어 매우 중요한 것으로 알려져왔다.
하지만 막단백질은 구조가 쉽게 변경되고 분해돼 기능이 밝혀진 것은 많지 않다. 대장균의 경우 약 4288개의 유전자 중 막단백질은 전체 단백질의 약 30%에 해당하는 1300여개인데 그 중 기능이 알려진 것은 불과 20% 내외다. 연구진은 막단백질을 대량생산하기 위한 연구를 수행, 정밀조절 플랫폼 개발에 성공했다. 김성근 연구원은 "막단백질 생산을 증가시키는데 기여하는 가장 중요한 변이가 '락 리프레서(젖당 분해 억제 단백질)'에 존재함을 밝혀냈다"며 "락 리프레서를 이용하면 막단백질 발현에 의한 미생물의 생장 저해를 최소화하면서 생산량을 최대화할 수 있다"고 설명했다. 연구진은 이같은 방식을 활용해 3종류의 막단백질 발현을 정밀하게 조절하여 생산을 최적화하는데 성공했다. 연구진은 이번 기술이 합성생물학을 활용, 미생물을 이용한 유용물질의 생산성 증대에 기여한다는 점에서 큰 의의를 갖는다고 설명했다.
[원호섭 기자]