‘막단백질’ 대량생산… 신약 개발 기여 기대

UST 박사과정생, 최근 합성생물학회지에 2개 논문 게재

과학기술연합대학원대학교(UST)는 김성근 한국생명공학연구원 캠퍼스 박사과정 학생이 ‘막단백질’ 대량생산 기술 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.

막단백질은 세포막에 존재하는 단백질로, 세포 내 영양분과 생체 신호를 전달하는 중요한 역할을 한다.

이 기능이 망가지면 암, 신경계·면역계 질환, 염증 등 다양한 질병이 발생할 수 있다.

또 현재 개발되는 약물 표적에 60％ 이상을 차지하고 있어 막단백질 구조에 대한 이해는 신약 개발에 매우 중요하다.

기존에는 막단백질이 세포 내부에 있는 단백질보다 구조가 쉽게 변하고 분해돼 기능이 잘 알려지지 않았다.

대장균은 4288개 유전자 중 막단백질이 전체 단백질의 약 30％에 해당하는 1300여개지만, 기능이 알려진 것은 불과 20％ 내외다.

이러한 난발현 막단백질을 성공적으로 대량생산하고자 연구진은 우선 막단백질 생산을 증가시키는데 기여하는 가장 중요한 변이가 락 리프레서(Lac Repressorㆍ젖당 분해 억제 단백질)에 있음을 밝혔다.

락 리프레서를 이용하면 막단백질 발현에 의한 미생물의 생장 저해를 최소화하면서 생산량을 최대화할 수 있다.

연구진은 이 방법으로 3종류의 막단백질 발현을 정밀하게 조절해 생산을 최적화했다.

이 연구는 상업적인 유용성을 인정받아 국내 특허 등록도 마쳤다.

관련 논문은 지난 4월 4일과 5월 19일 미국화학회(ACS)에서 발간하는 학술지 ‘합성생물학(Synthetic Biology)’ 최근호에 게재됐다.

‘유박테리움 엘리겐스의 5-A형 씨피에프1을 이용한 효율적인 유전자 전사 조절’, ‘대장균에서 돌연변이 유당억제인자에 의한 정밀한 전사 조절 시스템의 개발 및 이를 이용한 막 단백질 대량 생산’은 각각 4월 4일자와 5월 19일 자 논문의 주제다.

김성근 박사과정생은 “UST 박사과정으로 2014년에 입학하여 지도교수님을 포함한 여러 교수님으로부터 현장연구 지도를 받았다”며 “그 분들의 도움이 있었기에 이번 연구를 성공적으로 수행할 수 있었다”고 소감을 전했다. 최소망 기자somangchoi@