[메디먼트뉴스 이민호 기자] 단백질 내부의 미세한 양자 힘을 직접 측정해 신약 개발의 패러다임을 바꿀 수 있는 획기적인 기술이 개발됐다.
미국 텍사스 A&M대 연구팀은 레이저를 이용해 단백질의 구조를 형성하는 양자 힘과 약물의 상호작용을 직접 측정하는 기술 'TRIP'(Thermostable Raman Interaction Profiling)을 개발했다고 25일(현지시간) 밝혔다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 게재됐다.
연구팀이 개발한 TRIP 기술은 단백질과 같은 분자에 레이저를 쏜 뒤 되돌아오는 진동 신호를 분석하는 방식이다. 이를 통해 이전까지 간접적으로 추론만 가능했던 분자 간 상호작용, 특히 '파이-파이 상호작용'(pi-pi stacking)을 직접 측정하는 데 성공했다.
파이-파이 상호작용은 DNA나 단백질의 3차원 구조를 안정적으로 유지하는 데 핵심적인 역할을 하는 양자 역학적 힘이다.
연구팀은 이 기술의 유효성을 입증하기 위해 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)의 주요 단백질 분해 효소(Mpro)를 대상으로 실험을 진행했다. 그 결과, TRIP 기술은 단백질의 물리적 재배열을 파악했을 뿐만 아니라, 항바이러스제가 얼마나 효과적으로 결합하고 작용하는지 정확하게 예측했다.
연구를 이끈 나란게렐 알탄게렐 박사는 "분자 힘을 가장 근본적인 수준에서 직접 측정할 수 있게 된 것은 이번이 처음"이라며 "이 측정값을 단일 바이러스나 질병을 넘어 신약 개발을 위한 예측 도구로 직접 사용할 수 있다"고 설명했다.
이 기술은 특정 질병을 관찰하는 도구를 넘어, 질병에 대항하는 치료제를 설계하는 데 활용될 수 있다. 암세포의 성장을 유발하는 단백질 네트워크를 방해하는 약물을 평가하거나, 알츠하이머병에서 건강한 뇌세포 단백질을 안정시키는 화합물을 찾는 데 응용될 수 있다.
연구팀은 이 기술에 대한 미국 특허를 출원했으며, 차세대 의약품 개발을 가속하는 표준 프로토콜로 발전시키는 것을 목표로 하고 있다. 필립 헤머 교수는 "이 기술은 비침습적이며 신약 후보 물질의 테스트와 사전 스크리닝을 신속하게 처리해 인류 건강 증진에 기여할 것"이라고 밝혔다.
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