통풍치료용 요산분해효소에 지질체를 결합해 약효를 기존 대비 최대 8배 정도 오래 지속시키는 방법이 규명됐다.
 

광주과학기술원(GIST)은 신소재공학부 권인찬 교수 연구팀이 분자 크기가 작은 치료제에만 적용 가능했던 지질체를 새로운 방식으로 결합해 크기가 큰 치료제도 약효가 오래 지속되는 방법을 최초로 규명했다고 5일 밝혔다.
 

연구팀은 크기가 큰 치료 단백질인 통풍치료용 요산분해효소에 지질체를 결합하는 새로운 방식을 적용, 기존 대비 약효를 최대 약 8배 정도 더 지속시키는 기술을 개발했다.
 

이 기술은 통풍치료제를 오래 지속시켰을 뿐만 아니라 향후 다양한 치료단백질에 적용될 수 있어 치료 기간 및  비용, 환자의 고통을 획기적으로 줄여줄 것으로 기대된다.
 

요산분해효소(urate oxidase)는 농도가 높아지면 독성을 갖는 요산(몸속 세포가 죽게 될 때 세포 속 핵산이 분해돼 만들어지는 유기산)을 인체에 무해한 물질로 바꿔주는 물질이다.
 

치료용 단백질 반감기가 짧은 이유는 신장에서의 여과, 세포 내 흡수, 생체 내 단백질 분해효소에 의한 분해 등이 있다.
 

치료용 단백질의 반감기를 증가시키는 방법 중에는 지질체의 결합이 있는데 이는 치료용 펩타이드나 작은 단백질에 국한돼 적용돼져 왔다.
 

이에 연구진은 크기가 큰 치료용 단백질이 지질체 결합에 의해 반감기 증대가 일어나지 않는 이유에 대해 알부민에 붙은 지질체가 결합된 크기가 큰 단백질을 구조적으로 확인했고 FcRn(세포막에 있는 특수한 수용체)과 충돌을 일으킬 수 있다는 가설을 세웠다.
 

이러한 충돌을 해소하기 위해 다양한 길이의 링커를 크기가 큰 치료용 단백질과 지질체 사이에 적용해 체내 반감기 변화와 지질체가 결합된 치료용 단백질, 알부민, FcRn과의 복합체 형성 정도를 측정했다.
 

그 결과, 링커 길이가 길어질수록 지질체 결합된 요산분해효소와 알부민, FcRn의 복합체 형성 정도가 증가했으며, 반감기도 늘어났다.
 

또한 일정 길이 이상 링커가 도입됐을 때 복합체 형성 정도 및 반감기 증가의 차이가 없는 것을 확인해 크기가 큰 치료용 단백질과 지질체 사이의 임계 거리가 필요한 것이 규명됐다.
 

광주과학기술원 권인찬 교수는 "이번 연구는 지질체를 이용한 반감기 증대기술 효과가 치료용 단백질 크기에 영향을 받는다는 것을 최초로 밝혔다는데 가장 큰 의의가 있다"며 "향후 요산분해효소뿐만 아니라 다양한 치료용 단백질에 지질체를 결합해 체내 반감기를 증대시키려고 할 때 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
 

이번 연구 결과는 약물전달 분야 세계적 학술지인 '저널 오브 컨트롤드 릴리즈' 지난 1월30일자에 게재됐다.