카이스트(KAIST)는 신소재공학과 박찬범(46)교수와 생명화학공학과 정기준(45)교수 연구팀이 빛으로 약물효소반응을 유도할 수 있는 새로운 반응 플랫폼을 개발했다고 21일 밝혔다.
이 기술을 활용하면 저가의 염료로 고지혈증 등의 심혈관질환 치료제 및 오메프라졸과 같은 위궤양 치료제 등 고부가가치 의약품 생산이 가능할 것이라고 연구팀은 설명했다.
연구팀에 따르면 시토크롬 P450(헴 보조 인자를 가진 헴 단백질의 큰 부류에 속함)은 생물체 안에서 약물 및 호르몬 등의 대사 과정에서 중요한 산화반응을 수행하는 효소이다.
사람에게 투여되는 약물의 75% 이상의 대사를 담당하고 있어 신약개발 과정에서 핵심적인 요소로 알려져 있다.
시토크롬 P450의 활성화를 위해선 환원효소로부터 전자를 받아야 하며 전달물질인 NADPH(생물 세포 내의 조효소)가 필요하다.
하지만 NADPH의 높은 가격 때문에 시토크롬 P450의 활용은 실험실 수준에 머무르고 있는 상태로 산업적 활용에도 제 역할을 다하지 못했다.
연구팀은 NADPH 대신 빛에 반응하는 감광제인 에오신 Y(붉은 형광을 띄는 염료로 세포질이나 근육섬유를 염색시킬 수 있어 현미경을 통해 관찰이 가능)를 활용해 대장균 기반의 '전세포 광-생촉매' 방법을 개발했다.
저가의 에오신 Y를 빛에 노출시켜 시토크롬 P450의 효소반응을 촉진해 고가의 대사물질을 생산한다는 원리다.
박 교수는 "이번 연구를 통해 산업적 활용에 제한이 컸던 시토크롬 P450 효소의 활용이 수월해졌다" 며 "우리의 기술은 시토크롬 P450 효소가 고부가가치 의약 물질을 생산하는데 큰 도움을 줄 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구결과는 화학분야 세계적 학술지인 '앙게반테 케미'의 지난 12일자 후면 표지논문으로 게재됐다.