분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-05-22 09:52:43 , Hit : 4581
 독감치료의 새로운 방법 개발


KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-05-21

  
만일 다음에 일어날 수 있는 거대한 독감바이러스의 돌연변이가 현재 사용하고 있는 항-바이러스 약물에 대한 내성을 갖게 된다면 어떤 일이 일어날 것인가? 이 문제는 현재 신종 플루 (H1N1, 또는 돼지독감)와의 전쟁을 벌이고 있는 와중에 이번 주 스위스의 제네바에서 열리고 있는 세계보건총회 (World Health Assembly)에서 과학자들과 공공보건 당국자들이 항상 변화하는 독감 바이러스의 다음번 재발생을 준비하기 위해 이러한 문제를 제기했다. 이러한 와중에 독감과 싸울 수 있는 새로운 방법을 미국의 렌슬러 폴리테크닉 연구소 (Rensselaer Polytechnic Institute)의 연구자들이 개발했다. 이 새로운 발견은 두 개의 전선에서 질병을 목표로 하는 원투펀치로 현재 사용하고 있는 독감약물보다 한 단계 더 중요한 단계로 발전할 수 있다.

“H1N1의 경우에 우리는 운이 좋았다. 그 이유는 이 독감이 현재 유효한 약물에 잘 반응하기 때문이다. 하지만 이 바이러스가 근본적으로 돌연변이를 일으키게 되면 현재 유효한 약물은 이 바이러스의 한 부분만을 표적으로 하기 때문에 효과가 없을 수 있다”고 렌슬러의 바이오촉매 및 신진대사 공학교수인 로버트 린하트 (Robert Linhardt) 교수는 말했다. 그는 “이 바이러스의 H와 N부분을 표적으로 하여 우리는 감염되는 세포에 처음으로 결합하는 부분과 이미 감염된 세포에서 막 분리된 바이러스의 배출에 개입할 수 있다”고 말했다.

미래 독감 약물개발에 광범위한 함의를 갖고 있는 이번 연구팀의 발견은 <European Journal of Organic Chemistry>지에 발표되었다. 인플루엔자 A 바이러스는 외각 단백질의 두가지 형태인 헤마글루티닌 (hemagglutinin, H)와 뉴라미니다제 (neuraminidase, N)를 근거로 분류된 것이다. 각 분류, 예를 들어 H5N1 조류독감이나 H1N1 ‘신종플루’는 헤마글루티닌과 뉴라미니다제의 각기 다른 돌연변이를 표현한 것이다. 시장에 현재 나와있는 독감 약물은 뉴라미니다제 단백질 만을 표적으로 하고 있으며 바이러스가 감염된 세포에서 탈출할 수 있는 능력과 다른 건강한 세포를 감염시키기 위해 움직이는 능력을 붕괴시킨다. 린하트 교수에 의해서 개발된 새로운 과정은 건강한 세포의 표면에 있는 시알산 (sialic acid)에 결합하는 헤마글루티닌에 강력하게 결합력을 보여주었다.

그는 “현재 시장에 나와있는 약물들이 표적으로 삼고 있지 않는 질병의 헤마글루티닌 부분을 효과적으로 막는 접근법의 화학적 예비 결과는 매우 유망하다”고 말했다. 또한 린하트와 그의 연구팀이 개발한 화합물은 현재 시장에서 가장 잘 판매되는 약품 만큼 유라미니다제를 표적으로 하는 것이 효율적이라는 것을 보여주고 있다고 린하트 교수는 말했다. 이러한 접근법은 또한 뉴라미니다제나 헤마글루티닌 또는 두 가지를 모두 특정한 표적을 조작할 수 있으며 이것은 현재 발생하고 있는 독감에 나타나는 돌연변이의 형태에 의거한다고 린하트는 주장했다.

그의 연구의 다음 단계에서 린하트는 어떻게 이들이 개발한 합성물이 헤마글루티닌에 결합하는지를 알아보게 될 것이며 세포배양에서 바이러스를 처음으로 막을 수 있는 능력에 대한 테스트를 수행하고 이 바이러스에 감염된 동물을 대상으로 한 실험이 이루어지게 될 것이다. 그는 “아직 초기단계에 불과하다. 우리는 현재 새로운 약물을 개발하는데 거의 막바지 단계에 이르렀다. 하지만 이 기술을 이용해서 우리는 빠르게 이 화합물을 만들고 테스트할 수 있게 한다”고 말했다. 린하트 교수팀이 사용한 기술은 ‘클릭화학 (click chemistry)’라고 불리는 최근 점차 인기있는 기술이다. 린하트 교수는 세계에서 처음으로 이 기술을 활용하여 새로운 항-바이러스제를 만들게 되었다. 이 과정을 통해서 화학자들은 물질의 작은 분자를 빠르게 결합시켜 새롭고 완전한 물질을 만들어내는 것이다.

이번 경우에 린하트는 이 기술은 새로운 시알산 유도체를 빠르게 만드는데 사용했다. 이것은 화학적으로 세포표면에서 발견되는 시알산과 매우 유사하기 때문에 이 바이러스는 이 화합물을 진짜 시알산으로 오인하게 되고 세포 대신에 화합물에 결합하게 되어 신체의 초기 감염과 감염의 확산에 필요한 헤마글루티닌과 뉴라미니다제의 연결을 제거하게 된다. 현재 시장에서 판매되고 있는 약물은 뉴라미니다제를 효율적으로 표적하도록 하는 화학적 구조를 갖는 번역상태의 억제제이다.

그림설명: 린하트 교수의 새로운 합성물로 핑크색 스파이크인 N과 하늘색 스파이크로 표시된 H는 독감 바이러스의 일부분이다. 이 화합물은 세포의 감염과 독감이 다른 세포로 확산되는 것을 방지한다.
출처: <Science Daily> 2009년 5월 19일
참고자료: Michel Weiwer, Chi-Chang Chen, Melissa M. Kemp, Robert J. Linhardt. Synthesis and Biological Evaluation of Non-Hydrolyzable 1,2,3-Triazole-Linked Sialic Acid Derivatives as Neuraminidase Inhibitors. European Journal of Organic Chemistry, 2009; DOI:10.1002/ejoc.200990041








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