임현석교수팀, ‘단백질 상호작용 조절’ 화합물 개발법 제시

 
 대표적인 퇴행성 뇌질환으로 알려진 파킨슨병과 3명 중 한 명이 발병할 정도로 현대인에게 빈번해진 암은 우리 몸을 구성하는 단백질과 단백질의 상호작용이 정상적으로 이루어지지 않아 일어나는질병으로 알려져 있다. 지금까지는 효소를 이용한 약물로 치료를 주로 해왔지만, 보다 근본적인 치료를 위해 이러한 단백질 상호작용을 돕는 약물에 대한 연구가 활발하게 이루어지는 가운데, POSTECH(포항공과대학교) 연구팀이 단백질 상호작용을 조절하는 화합물을 보다 쉽게 만들어내는기술을 개발했다.
 특히 연구팀은 파킨슨병을 유발하는 단백질의 상호작용을 정상으로 되돌리기 위한 화합물을 세계최초로 보고해 학계의 관심이 높다. 

 POSTECH 화학과 임현석 교수․오미숙 연구교수, 대구경북첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터 이지훈 선임연구원 팀은 세계적 학술저널인 미국국립과학원회보(PNAS) 최근호를 통해 단백질상호작용을 통한 치료용 화합물 개발법과 파킨슨병․암 치료용 화합물을 새롭게 제시했다.
 특히 연구팀은 이 화합물 개발법을 통해 수천가지 화합물 형태를 수집, 라이브러리를 구축했다. 

 지금까지 암이나 파킨슨병이 단백질 상호작용의 문제로 발병한다는 사실은 많은 연구를 통해 알려져 왔지만, 단백질 상호작용을 억제 또는 안정화시키는 화합물을 만들기가 어려워 실제로 약물개발에는 난항을 겪고 있다. 

 연구팀은 우선 상호작용을 하는 단백질 구조 속 나선구조(α-helix)에 주목했다. 상당수의 단백질들은 이 나선구조를 인식해 다른 단백질과 반응해 작용한다. 이 나선구조의 모양을 모방해 유사한 물질을 만들면 단백질 간의 상호작용이 원활하게 이루어지게도 할 수 있고, 몸에 이롭지 않은 상호작용의 경우에는 상호작용을 막게도 할 수도 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 

 연구팀은 수천 개의 나선구조 유사체 화합물 라이브러리를 이용해서 암을 유발시키는 것으로 알려진 MCL-1의 상호작용을 저해하는 화합물을 개발했으며, 또한 파킨슨병의 원인으로 알려진 알파–시뉴클린(α-synuclein)단백질의 응집체 형성을 억제하는 화합물을 개발하였다. 특히 연구팀이 개발한 알파–시뉴클린의 안정화를 통해 응집체 형성을 저해하는 화합물은 파킨슨병 치료 연구에서는처음으로 이뤄낸 성과로 알려졌다. 

 연구를 주도한 임현석 교수는 “새로운 개념의 항암제 연구도 수행 중이지만, 특히 파킨슨병과 관련된 이 화합물은 새로운 개념의 파킨슨병 치료제로서 개발을 진행해 나갈 예정”이라고 밝혔다. 
 
 한편, 이번 연구는 미래창조과학기술부․한국연구재단과 포스코의 지원을 통해 수행됐다.