디지스트 핵심단백질자원센터 장익수 센터장. 디지스트 제공.

디지스트가 코로나19를 치료할 수 있는 인공단백질을 개발했습니다.

디지스트 슈퍼컴퓨팅·빅데이터센터와 핵심단백질자원센터는 슈퍼컴퓨팅 시뮬레이션을 이용해, 코로나19 바이러스 표면의 스파이크 돌기 단백질이 인간세포 수용체 단백질에 결합하지 못하도록 중화작용을 하는 새로운 코로나19 치료제 인공단백질 11가지 후보들의 아미노산 서열과 3차원 구조를 슈퍼컴퓨팅 디자인하는데 성공했습니다.

또 디자인된 11가지 치료제 후보 인공단백질들의 생산공정 확립, 자체 생산, 중화기능 분석과 인간 세포독성 분석을 완료하고 특허를 출원했습니다.

기존 코로나19 치료제 개발은 이미 개발된 약물을 이용하는 ‘약물 재창출’, 완치자 혈액 속 항체를 이용하는 ‘혈장 치료제’, 세포주를 이용해 코로나19 바이러스에 반응하는 항체를 개발하는 ‘항체 치료제’, 화학합성 물질을 이용한 ‘신약 개발’이 주를 이뤘습니다.

반면 디지스트 연구진들은 원자차원 슈퍼컴퓨팅 시물레이션과 통계열역학과 생물물리학을 이용해, 코로나19 바이러스의 스파이크 돌기 단백질과 인간 세포 수용체 단백질의 구조에 기반을 둔 치료제 후보 인공단백질들의 구조를 슈퍼컴퓨팅 계산을 통해 디자인했습니다.

또 디자인된 11가지 치료제 후보 인공단백질들에 대해 구조적, 열역학적, 면역원성적 안정성에 대한 검증을 마쳤습니다.

연구진들은 치료제 후보 인공단백질의 클로닝, 발현, 정제, 생산 공정을 개발하고 자체 생산을 진행했습니다.

그 결과, 현재 모두 11가지 단백질들 중 7가지는 고순도 생산을 완료했고, 나머지 4가지는 곧 생산 완료될 예정입니다.

연구진들은 실험을 통해 생산된 치료제 후보 단백질들이 스파이크 돌기 단백질을 중화하는 기능을 보유함을 확인했습니다.

또 생산된 인공단백질 중에 PEP9 단백질을 6가지 인간 세포주에 투여해 독성이 발생하지 않아 안전성을 확보했습니다.

장익수 센터장은 “디지스트 연구진들이 개발한 코로나19 치료제 후보 단백질들의 효능을 검증하기 위하여 곧 BSL3급의 코로나 바이러스 실험과 전임상 실험을 실시할 계획이다”고 밝혔습니다.

이어서 “앞으로 진행될 세포주, 동물 , 인간에서 코로나19 바이러스에 대한 치료제 후보 단백질의 효능분석 연구의 결과에도 큰 기대를 갖고 있으며 이를 위해 정부, 과학기술계, 민간의 적극적인 공동연구개발 참여와 지원이 필요하다”고 밝혔습니다.

 
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