분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-12-06 16:35:30 , Hit : 1966
 HIV 복제를 차단하는 방법

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013120073&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-12-06      
          
Valencia 대학을 주축으로 하여 스페인의 여러 대학과 연구센터가 참여한 다학제적(multidisciplinary) 연구팀이 AIDS의 원인 바이러스인 HIV의 유전물질에 결합하여 복제를 차단할 수 있는 소분자 합성 물질을 설계했다고 한다. ‘Angewandte Chemie’ 최신호에 발표된 이번 연구에는 Catolica de Valencia 대학의 Jose Gallego 박사가 주도하고 Valencia 대학, Principe Felipe 연구센터, Instituto de Salud Carlos III의 과학자들이 참여했다고 한다. 이번 연구에서 얻어진 새로운 합성 분자는 감염된 세포의 핵에서 세포질로의 HIV의 유전물질 유출을 차단했다고 한다. 이는 이 물질이 HIV의 복제를 차단하여 다른 세포의 감염 확산을 막는 것으로 제시하고 있다.

HIV의 유전물질은 리보핵산(ribonucleic acid: RNA)으로 구성되어 있으며, 사람의 세포에 침입하여 자신들을 복제하는데 역할을 수행하는 여러 단백질들을 인코딩(encoding)하고 있다. 이번에 연구팀이 합성한 terphenyls라고 불리는 새로운 저해 물질들은 Rev라는 복제에 관련된 HIV의 주요 단백질에 작용하도록 컴퓨터를 이용하여 설계되었다고 한다. 이런 방식으로 terphenyls는 바이러스 RNA의 Rev 수용체에 작용하여 주요 단백질과 RNA 수용체 사이의 상호작용을 막는다고 한다. 이 상호작용은 바이러스 유전물질이 감염된 세포의 핵에서 떠나서 세포질로 이동하는데 필요하다고 한다. 이러한 이동은 HIV의 지속적인 생존에서 핵심적인 역할을 수행한다. 따라서 terphenyls의 HIV 유전 물질의 핵에서의 유출 차단은 다른 세포로의 감염 확대를 막아주는 효과를 내게 된다.

이번 연구는 이들 기관들의 수년간의 공동 협력 연구에서 얻어졌다고 한다. Catolica de Valencia의 과학자들은 바이러스 RNA에서 Rev 수용체에 결합하는 물질의 설계와 이들 물질의 RNA와 단백질 사이의 상호작용을 차단하는 효과 검증을 담당했다고 한다. 한편 Principe Felipe Research Centre와 Valencia 대학 소속의 유기화학 박사인 Santos Fustero 교수는 주요 물질들의 화학적 합성을 담당했다고 한다. Instituto de Salud Carlos III의 Jose Alcami 박사는 terphenyls의 HIV 복제 차단 효과 및 Rev 단백질 기능 저해를 입증하여 컴퓨터를 이용한 이번 모델의 활용 가능성을 재확인하였다고 한다.

지금까지 제약회사들의 신약 개발은 주로 표적 단백질에 직접 작용하는 물질에만 초점을 맞추어 왔다. 이와 달리 RNA의 경우는 큰 관심을 모으지 못해왔다. 몇몇 천연 항생제들의 경우에는 세균의 리보솜 RNA 수준에서 작용하고 있지만, 지금까지 RNA 표적에 작용하여 특별한 약리 효과를 나타내는 새로운 합성 화학물질을 컴퓨터로 설계한 사례는 없었다고 한다. 때문에 이번 연구에서 확인된 terphenyls의 구조는 핵산으로 형성되는 다른 치료 표적들에 대한 새로운 연구의 길을 열어주는 것으로 인식되고 있다.

WHO의 2011년도 집계에 따르면, 전세계의 3400만 명이 HIV/AIDS에 감염되어 있으며, 이 중에서 어린이의 숫자는 300만 명이라고 한다. 현재 AIDS 환자들에게 칵테일 요법으로 알려진 고활성 항레트로바이러스 치료법(Highly Active Antiretroviral Therapy: HAART)이라는 여러 항바이러스 약물들이 병용되어 이용되고 있다. HIV 약물로는 단백질 분해효소(protease) 저해제, 역전사 효소(reverse transcriptase) 저해제, 융합(fusion) 저해제, 인테그레이즈(integrase) 저해제 등이 있다. 이들 약물들 덕분에 HIV에 감염된 환자들의 바이러스의 수치를 낮춤으로써 AIDS를 만성적이고 안정적인 질병으로 바꾸었다. 그러나 아쉽게도 기존 약물들은 HIV를 완전히 사라지지는 못하게 하며, 일부 환자들에게서는 저항성이 보고되고 있는 외에도 약물의 부작용, 공급 부족, 보관의 어려움 등 여러 문제점이 나타나고 있다.

때문에 전세계의 보건 단체들은 안전하고 지속적인 공급이 가능한 항바이러스 약물 대체물을 찾는 연구를 지속하고 있다고 한다. 특히 기존 항레트로바이러스 치료법에 대한 저항성 발생과 효과적인 백신의 부재가 다른 HIV의 표적에 작용하는 새로운 약물을 찾아야 할 필요성을 제시하고 있다. 이러한 점에서 Rev 단백질은 새로운 약물 표적으로 기대되고 있지만 아직까지는 이들을 저해하는 항바이러스 약제의 개발이 이루어지지 못했다. 이번 연구 결과에 대해서는 특허 출원이 되었으며, 연구팀은 효과가 보다 향상된 새로운 Rev 저해제 개발을 위해서 협력을 지속한다고 한다.

Journal Reference: Luis Gonzalez-Bulnes, Ignacio Ibanez, Luis M. Bedoya, Manuela Beltran, Silvia Catalan, Jose Alcami, Santos Fustero, Jose Gallego. Structure-Based Design of an RNA-Bindingp-Terphenylene Scaffold that Inhibits HIV-1 Rev Protein Function. Angewandte Chemie International Edition, 2013; DOI: 10.1002/anie.201309856


HIV.gif
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/11/131128103951.htm







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