연구성과 & News




 

천연물 유래 혁신신약 개발을 위한 획기적 전기 마련

- 지스트(GIST) 엄수현 교수팀, 경상대 박기훈교수팀과 항생제항바이러스제 표적 단백질인 뉴라미니데이즈와 천연 플라보노이드 복합체 삼차구조를 세계 최초로 밝혀

- Acta Crystallographica Section D 게재, 타미플루 등 기존 뉴라미니데이즈 억제제의 내성문제를 극복하는 플라보노이드 기반 신약 개발 기대

      
 

국내 연구진이 오동나무에서 추출한 천연 플라보노이드 물질과 항생제 및 항바이러스제 개발의 표적효소인 뉴라미니데이즈(시알리데이즈)의 복합체 삼차구조를 세계 최초로 규명하는데 성공했다. 이번 연구 결과는 플라보노이드 천연물질을 이용해 기존 항생제, 항바이러스제의 내성문제를 극복한 신약개발에 기여할 것으로 기대되고 있다.
지스트(GIST·광주과학기술원·총장 김영준) 엄수현 교수(생명과학부, 화학과교수, 노벨 스타이츠센터 부센터장)가 경상대학교 박기훈교수(화학과)와 공동으로 주도하고 지스트 생명과학부 이영진윤형섭 박사과정 학생과 생명공학연구원 류영배박사가 공동 제1저자로 수행한 이번 연구결과는 결정구조 분야의 대표적 국제 학술지인 악타 크리스탈로그래피카 섹션 D (Acta Crystallographica Section D)에 게재되었다. (결정학분야 1, 상위 1.4%, 영향력지수 14.1) (논문명:Structural Basis of Sialidase in Complex with Geranylated Flavonoids as Potent Natural Inhibitors.
 
뉴라미니데이즈는 조류독감, 복막염 등 다양한 질환을 유발하는 각종 바이러스와 병원성 박테리아의 감염 및 증식에 필수적인 숙주 세포 인식 단백질 (N항원), 박테리아와 바이러스의 감염을 억제하기 위한 신약 개발 표적 단백질로 중요시되고 있다.
현재 사용되고 있는 항생제항바이러스제 (타미플루, 리렌자 등)는 심각한 부작용, 낮은 생체이용률 등의 단점을 보이며 최근 이러한 약물에 대한 내성을 갖는 변종의 출현으로 감염 억제에 난항을 겪고 있어, 이를 개선하기 위한 대안으로 천연물질이 새로운 선도물질로 각광받고 있다.
연구팀은 오동나무에서 추출한 플라보노이드가 뉴라미니데이즈 억제효능이 있음을 밝힌 후, 병원성 세균의 뉴라미니데이즈와 복합체의 삼차원 구조를 X-선 결정학적 방법으로 규명하였다.
연구팀이 규명한 플라보노이드 천연물 (디플라콘)과 복막염, 가스 괴저병 등을 유발하는 병원성 세균 (클로스트리디움)의 뉴라미니데이즈 복합체 구조는 천연물이 뉴라미니데이즈를 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 원자 수준에서 규명한 첫 사례, 플라보노이드 천연물을 기반으로 한 신약 개발에 핵심적인 정보를 제공한다.
또한, 본 연구에서 규명한 단백질-천연물 복합체 구조는 인간 및 독감 바이러스의 뉴라미니데이즈 구조와 비교하여 인간 단백질에는 비선택적으로 작용하여 부작용이 일어날 가능성이 낮음을 확인하였고, 천연 플라보노이드가 항바이러스제로 기능할 수 있다는 것을 추가로 밝힐 수 있었다.
본 연구결과는 미래부, 교육부 연구지원과 광주과학기술원 노벨 스타이츠 구조생물연구센터 사업으로 수행되었다.
엄 교수는이번 연구 결과는 현재 보고되고 있는 항생제 및 항바이러스제 내성을 보이는 뉴라미니데이즈를 타깃으로 하는 혁신적인 플라보노이드 기반 천연물 신약 개발에 기여할 것이다고 말했다.

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