바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 조정민 기자

국내 연구진이 그동안 단순히 단백질 합성에만 관여하는 것으로 여겨지던 ARSs(Aminoacyl-tRNA synthetases)와 같은 단백질 합성효소가 새로운 신약개발의 표적으로 활용될 수 있음을 규명했다.

22일 의약바이오컨버젼스연구단에 따르면 김성훈 서울대 교수(연구단장)와 권남훈 박사(책임연구원)는 클리브랜드 클리닉의 Paul L. Fox 교수와 함께 단백질 합성 효소가 단백질 합성에만 관여하는 것이 아니라 여러 기능을 통해 다양한 질환과 연결돼 있으며 질환 특이적 기능 및 발현 조절을 통해 새로운 신약을 개발하는데 타깃이 될 수 있다는 연구결과를 발표했다.

이번 연구 내용은 국제학술지 '네이처 리뷰 드럭 디스커버리(Nature review drug discovery)' 최신호에 게재됐다.’(논문명: Aminoacyl-tRNA synthetases as therapeutic targets)

ARSs(Aminoacyl-tRNA synthetases)는 단백질 합성에 관여하는 20개의 효소들로, 세포 내 단백질 합성에 필수적인 요소로 알려졌다. 그러나 최근 연구 결과들에서 ARSs 및 그 조효소인 AIMP(ARS interacting multifunctional protein)가 단백질 합성 외에도 다양한 기능을 수행하면서 대사, 면역, 세포이동, 신경발달, 혈관생성 등 많은 생리적 기능을 가지고 있다는 사실이 확인됐다. 또한 ARSs 및 AIMP 단백질들의 기능이 제대로 조절되지 못할 경우 질환이 유발되거나 악화될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

실제로 세균이나 진균 내 존재하는 일부 ARS 단백질의 효소 기능을 억제하는 약물들이 감염성 질환의 치료제로 활용되고 있으나 암 등 비감염성 질환의 경우 ARSs가 신약개발의 타깃으로 인식되지 않았다. 이는 정상세포의 ARS에 영향을 미쳐 부작용이 발생할 것이라는 우려 때문이었다.

하지만 ARSs 및 AIMPs는 질환 특이적인 돌연변이, 발현 변화, 분비, 단백질 상호작용을 보이므로 기존의 우려와 달리 정상세포에 대한 영향은 최소화하면서 질환 조절이 가능하다. 이는 실제로 ARSs를 표적하는 약물들의 임상 진입을 통해 입증되고 있다.

연구팀은 리뷰 논문을 통해 ARSs 및 AIMPs의 신약 및 진단 개발 관련 연구 추이를 소개하고 비감염성 질환에서도 좋은 신약 표적이 될 수 있는 근거들을 집약했다. 이들은 ARS의 촉매 부위를 직접 타깃하거나 질병관련 단백질 간의 상호작용을 조절하는 것, 분비된 ARS 단백질로부터 유래한 새로운 생물학적제제 개발 등을 ARSs 및 AIMPs 타깃 신약개발 전략으로 제안했다.

김성훈 단장은 “이번 논문은 그동안 간과돼 왔던 단백질 합성 효소들이 좋은 신약 표적이 될 수 있다는 과학적 근거 뿐 아니라 현재 진행 중인 신약개발 파이프라인을 소개하고 앞으로의 방향성을 제안하고 있다. 이는 질환의 종류에 비해 이를 조절할 신규 약물이 턱없이 부족한 혁신 신약개발 분야에 타깃 단백질의 범위를 확장함으로써 새로운 치료제 개발의 가능성을 열었다는 점에서 의미가 있다"고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 글로벌프런티어사업의 지원으로 수행됐다.