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알츠하이머 원인 단백질로 ‘신약후보물질’ 탐색시간 줄인다

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- 고려대 윤대성 교수연구팀, 아밀로이드 올리고머 표적 고효율 약물 스크리닝 기술 개발

- 화합물 탐색시간 기존 수일에서 6시간 이내로 단축

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알츠하이머병 이미지.[123rf]

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 알츠하이머병 발병 원인으로 알려진 아밀로이드 베타 올리고머를 나노입자 표면에 합성하고 이를 이용해 화합물이나 생체단백질을 빠르게 발굴할 수 있는 길이 열렸다.

한국연구재단은 고려대학교 바이오의공학과 윤대성 교수 연구팀이 나노입자 표면에 단백질 코로나 형태로 아밀로이드 베타 올리고머를 합성, 수많은 화합물 가운데 올리고머만 선택적으로 분해하는 화합물을 탐색할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 27일 밝혔다.

단백질 코로나란 태양의 코로나처럼 단백질들이 나노입자 표면에 응집해 이룬 응집체를 뜻한다. 화합물을 탐색하는 데 걸리는 시간을 기존 수 일에서 3~6 시간으로 단축, 알츠하이머 치료제 후보물질 발굴이 활발해질 것으로 기대된다. 고가인 아밀로이드 베타를 아주 조금(기존 대비 50배 이하)만 사용해도 되는 것도 장점이다.

현재 알츠하이머병의 주요 원인물질로 아밀로이드 베타 플라크에서 아밀로이드 베타 올리고머로 초점이 맞춰지고 있다.

하지만 순수한 올리고머 합성과 정제가 어려운데다 올리고머를 표지할 수 있는 형광물질도 없어 이를 표적으로 하는 약물 후보물질을 대량으로 탐색하기가 쉽지 않았다.

연구팀은 플라즈모닉 나노입자 표면에 단백질 코로나 형태로 순수한 아밀로이드 베타 올리고머 만을 코팅하는데 성공하였으며, 후보화합물에 의해 단백질 코로나가 분해될 시 나노입자 표면이 노출, 나노입자가 서로 응집해 흡광도 변화를 유도, 용액이 적색으로 변하는 원리를 이용해 약물탐색 플랫폼을 개발했다.

형광물질이나 추적을 위한 추가적인 처리 없이 용액의 색 변화로 올리고머를 선택적으로 분해하는 화합물이나 생체단백질을 선별할 수 있도록 한 것이다.

실제 알츠하이머 완화에 도움이 된다고 알려진 저분자 화학물질 6종 및 생체 내 아밀로이드 베타를 제거하는 생체단백질 2종을 이용해 이 플랫폼을 검증했다.
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플라즈모닉 나노입자 아밀로이드 코로나 (PNAC)을 이용한 비색법 약물 스크리닝. (a) PNAC의 복합체 형성 과정. (b, c) 형성과정의 TEM 이미지. (d) 약물 처리에 따른 아밀로이드 코로나의 분해 양상 Cryo-TEM 이미지. (e) PNAC을 이용한 비색법 약물 스크리닝. [고려대학교 제공]

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윤대성 교수는 “개발된 알츠하이머 약물스크리닝 플랫폼을 이용해 본격적인 약물발굴 연구를 진행할 계획”이라면서 “발굴된 약물후보군에서 전임상시험 및 임상시험을 통해 유력한 알츠하이머 치료제를 개발하는 것이 목표”라고 말했다.

한국연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 27일 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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