2020
"방사광 가속기 활용 등 구조기반 신약개발 필요"
이지오 포스텍 교수 "타미플루 등 개발 성공사례 증가"
이 기사는 2020년 07월 17일 10시 30분 유료콘텐츠서비스 딜사이트에 표출된 기사입니다.
이지오 포항공과대학교 생명과학과 교수.

[팍스넷뉴스 민승기 기자] "글로벌 제약기업들은 방사광 가속기 등을 활용한 구조기반 신약개발이 한창이다. 그러나 국내 기업들은 여전히 (방사광가속기를) 잘 활용하지 않는다"


이지오 포항공과대학교 생명과학과 교수는 17일 오전 여의도 콘래드호텔에서 열린 '2020 팍스넷뉴스 제약·바이오 포럼(주제: 뉴테크놀로지 융복합시대 신약개발)'에서 "질환과 치료신약 후보물질에 대한 구조를 알면 보다 빠르고 저렴하게 신약을 개발할 수 있다"며 이같이 말했다. 이번 포럼은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 인해 온라인 포럼으로 진행됐다.


이 교수에 따르면 기존 제약사들은 치료제를 개발하기 위해 수천 만개 이상의 화합물을 조합하고, 하나씩 효과를 확인하는 '고속 스크리닝(HTS)' 방식을 사용하고 있다. 이는 자물쇠(질환) 구조에 맞는 열쇠(신약)를 찾기 위해 수만 개의 열쇠를 무작위로 꽂는 방식이다.


HTS는 신약개발에 유용하게 사용되는 방식이지만 높은 비용 등의 이유로 일부 대형 제약사들만 활용하고 있는 실정이다. 하나의 화합물을 스크리닝 하는데 드는 비용이 1만원이라고 가정하면 100만 개의 화합물을 스크리닝 하는데 총 100억원이 소요되는 셈이다.


이 교수는 "HTS는 현재 신약개발에 있어 가장 중요한 방법"이라면서도 "약물 가능성이 있는 화합물 개수는 무한대에 가까운데, 이를 모두 확인하려면 엄청난 비용과 시간이 소요된다"고 했다.


이에 따라 글로벌 제약사들은 방사광 가속기를 주목하기 시작했다. 방사광 가속기를 활용하면 HTS 방식보다 쉽고, 저렴한 비용으로 신약개발을 할 수 있다고 본 것이다.


방사광 가속기는 방사광(X-선)을 이용한 일종의 거대한 현미경이다. 일반적인 현미경으로는 볼 수 없는 생체조직과 같은 나노 크기 물질의 구조를 관찰할 수 있다는 장점이 있다. 이 교수는 "자물쇠 구조를 알면 보다 빠르고 쉽게 열쇠를 만들 수 있는 것처럼 신약도 질환의 구조를 알면 더 쉽고 빠르게 만들 수 있다"며 "그러나 국내 제약사들은 방사광 가속기를 활용한 구조기반 신약개발에 나서지 않고 있다"고 했다.


이미 해외에서는 구조기반 신약개발이 활발하게 이뤄지고 있으며 다수의 신약개발 성공 사례가 존재한다는 것이 이 교수의 설명이다. 로슈의 흑색종 치료제 젤보라프(성분명 베무라페닙)와 길리어스 사이언스의 인플루엔자 치료제 타미플루 등이 대표적인 사례다.


이날 이 교수는 방사광 가속기의 적극적인 활용과 더불어 국내에 극저온전자현미경(cryo-EM) 도입도 서둘러야 한다고 강조했다. 극저온전자현미경은 수용액에 담긴 생화학 분자를 영하 200도 이하의 극저온 상태로 급냉각시켜 정밀 관찰하는 방식의 전자현미경이다.


방사광 가속기는 균일한 크기의 결정화된 샘플을 만드는 작업이 필요한데 이 과정이 만만치 않다. 반면 극저온전자현미경은 결정화 작업을 진행할 필요가 없어 단백질과 같은 복잡한 구조를 갖는 생체 물질의 구조를 밝히는데 유용하다.


이 교수는 "극저온전자현미경은 최근 유행중인 코로나 바이러스의 단백질 구조도 빠르게 밝혀냈다"며 "미국 등 선진국들의 경우 2015년부터 장비 구축에 과감하게 투자를 하고 있지만 한국에서 가동되는 장비는 현재 1대 뿐"이라고 했다.


그는 "글로벌 제약사 30여곳은 이미 극저온전자현미경을 자체적으로 구입·운영하고 있을 정도"라며 "국내도 구조기반 신약개발을 활성화하고, 이와 관련된 전문인력을 양성해야 할 때"라고 덧붙였다.

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