나노이온소자란 나노미터 크기의 구멍을 통한 이온의 흐름을 전기적으로 측정하는 센서 시스템으로, 생체분자가 나노이온소자를 통과할 때 발생하는 고유의 신호를 측정하여 단일분자 특성을 분석하는데 사용된다.
연구팀은 중요한 암 치료용 표적인 단백질-단백질 상호작용을 저해하는 항암 약물을 효율적으로 발굴하기 위한 목적으로 나노이온소자 기술을 이용, 이를 통해 피코몰(1조분의 1 mole) 수준의 극미량만으로 단백질-단백질 상호작용 저해용 항암 약물을 신속하게 스크리닝할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.
단백질 간 상호작용에 따른 나노이온소자 신호의 변화를 모니터링하면 단백질-단백질 상호작용 저해용 약물 발굴을 위한 대용량 스크리닝이 피코몰 수준의 극미량 시료로도 가능해질 수 있다. 기존 약물 스크리닝 기술인 핵자기공명분광법과 비교해 실험한 결과, 나노이온소자의 경우 시료량을 약 4,500배 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 고효율 대용량 스크리닝을 가능케 하여 약물 및 표적 단백질의 시료 준비에 소요되는 신약개발의 시간 및 비용을 현저히 절감해 줄 수 있다.
지승욱 박사는 “신약개발 과정에서 가장 많은 시간과 비용이 소모되는 약물 스크리닝 단계를 저비용 고효율화함으로써 신약개발의 효율성을 증대하는 데 크게 기여할 수 있을 것”이라며 “나노이온소자를 이용한 극미량 약물 스크리닝 기술은 기존 기술의 한계를 극복해 기존 기술 대비 4,500배 시료량을 절감할 수 있으므로, 용해도가 낮아 시료 준비가 어려운 화합물이나 대량 확보가 어려운 천연물에 대한 약물 스크리닝에 매우 효과적일 것으로 예상된다”고 밝혔다.
이번 연구성과는 화학 분야 저널 ‘앙케반티케미 인터내셔널 에디션’ 4월 1일자 온라인판에 게재됐다.
대덕=구본혁기자 nbgkoo@sedaily.com
