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김학성(생명과학과) 교수
카이스트 김학성·김동섭 교수팀
김학성 한국과학기술원(카이스트) 생명과학과 교수와 김동섭 바이오및뇌공학과 교수 연구팀은 13일 먹장어에 존재하는 단백질이 항체처럼 면역작용을 한다는 사실에 착안해 의료품 원료로 사용되는 인간유래 항체를 대체할 수 있는 인공항체(리피바디)를 개발했다고 밝혔다.
이 인공항체는 대장균에서 대량생산할 수 있어 가격을 현재보다 100분의 1 수준으로 떨어뜨릴 수 있고, 모듈구조로 돼 있어 목적에 따라 자유롭게 구조 변경이 가능해 신약 개발 기간을 기존 10년에서 5년 이내로 줄일 수 있다고 연구팀은 덧붙였다.
의약품 원료로 병원에서 사용되고 있는 기존의 항체는 치료제뿐만 아니라 분석·진단용 의약품으로 광범위하게 쓰이고 있지만, 동물세포 배양을 포함한 복잡한 생산 공정을 통해 제조되기 때문에 1㎎에 100만원 정도로 가격이 비싸다. 또 대부분의 항체는 선진국의 특허로 등록돼 있어 비싼 로열티를 지급해야 하는 실정이다.
김 교수팀은 먹장어나 칠성장어와 같은 무악류에 존재하는 단백질은 항체는 아니지만 항체처럼 면역작용을 한다는 사실에 착안했다. 무악류에 존재하는 반복 단백질인 ‘브이엘아르’(VLR)는 면역글로블린 구조는 아니지만 포유류에 존재하는 항체와 같은 적응성 면역작용을 한다. 연구팀은 이 단백질을 본떠 인공항체 단백질 골격을 만들었다. 이 골격은 대장균에서 대량생산을 할 수 있으며 모듈구조로 돼 있어 크기는 물론 항원 결합부위의 면적도 자유롭게 조절할 수 있다.
김학성 교수는 “기존 항체는 항원과 결합하는 면적이 제한적이어서 결합 강도의 향상과 구조 설계가 어려웠다”며 “이번에 개발한 인공항체는 열과 수소이온농도(pH)에 대한 안정성도 매우 높고 면역반응을 일으킬 수 있는 면역원은 매우 낮아 단백질 신약 개발 가능성이 높다”고 말했다. 연구팀은 세포 분석을 통해 인공항체 기술이 패혈증과 관절염 치료제 후보로 될 수 있음을 입증하고 곧 동물실험에 들어갈 예정이다.
연구성과는 <미국국립과학원회보>(PNAS) 10일치(현지시각)에 게재됐다.
이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr
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