포스텍 공동연구팀, 재조합단백질 의약품 정제 원천기술 개발…코로나19 등 바이러스 감염 치료 및 예방에 쓰일 것

김기문 포스텍 교수

박경민 박사(기초과학연구원)

포스텍(총장 김무환) 화학과 김기문 교수(IBS 복잡계 자기조립 연구단장), 기초과학연구원(IBS) 박경민 박사 공동연구진은 속이 빈 호박 모양의 분자 '쿠커비투릴'의 끈끈이 원리를 이용해 항바이러스 치료제 등으로 사용되는 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있는 원천 기술을 개발했다.

연구성과는 네이처 자매지인 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링' 20일자에 게재됐다.

유전자재조합 기술은 한 생물체의 유전자를 다른 생물체에 집어넣은 후 활동하게 하는 형질 전환 조작 기술이다. 이를 이용하면 단백질의 전체 또는 일부만을 발현시켜 병원성 미생물 전체를 사멸시키거나 독성을 약하게 하는 백신을 개발할 수 있다. 이 기술의 대량생산을 위해서는 단백질 정제 과정이 필수다.

지금까지 단백질 의약품 정제 기술은 단백질을 인지하는 생물질을 이용해야 하기 때문에 재료가 비싸고, 보관이나 재사용성이 어려워 효율이 떨어졌다. 특히 단백질 의약품 특성에 따라 정제 적합성에서도 차이가 있어 적용에 한계가 컸다.

이에 연구진은 인공분자를 이용한 분자 끈끈이 원리를 적용해 세포에서 발현된 다양한 종류의 단백질 의약품을 정제하는 데 성공했다.

특히 단일클론 항체, 유방암 치료제는 물론이고 분자량이 작은 항바이러스제, 백혈병 치료제까지 고효율, 고순도로 정제해내면서 관련 질환 정복에도 청신호를 밝혔다.

연구진은 작고 안정적인 인공분자 적용을 통해 정제 재료를 쉽게 만들고 멸균성과 재사용성도 안정적으로 확보했다. 또 단백질 의약품의 크기나 종류에 상관없이 정제할 수 있도록 유전공학적 조절과 효소 처리기술도 완성했다.

연구를 주도한 박경민 박사는 "코로나19를 포함한 새로운 감염병을 극복하기 위한 단백질 기반의 백신이 개발된다면, 이번 단백질 의약품 정제 기술이 백신생산에 효율적으로 활용될 것으로 기대된다"고 했다.