광주과학기술원 생명과학부 김용철 교수 연구팀은 미국 칼텍(캘리포니아공과대) 윌리엄 고다드 교수 연구팀과 함께 새로운 우울증 치료제의 실마리가 될 ‘KOR b-아레스틴 역작용제’를 개발했다. 사진 왼쪽부터 광주과학기술원 생명과학부 김용철 교수, 정재훈 박사과정생. 사진 제공=광주과학기술원
활성 평가를 통해 KOR b-어레스틴에 대한 역작용제 효과를 확인하고, 분자동역학 시뮬레이션을 통해 이에 대한 작용기전을 예측한 이미지 사진. 사진 제공=광주과학기술원학계에서도 정확하게 원인을 밝혀 내지 못하고 있는 우울증은 일상 생활에서도 악영향을 줄 수 있어 약물 치료가 병행되고 있는 가운데 기존 우울증 치료제 보다 효과가 탁월한 치료 효능 물질이 개발돼 관심이 모아지고 있다.
광주과학기술원(지스트) 생명과학부 김용철 교수 연구팀은 미국 칼텍(캘리포니아공과대) 윌리엄 고다드 교수 연구팀과 함께 새로운 우울증 치료제의 실마리가 될 ‘KOR b-아레스틴 역작용제’를 개발했다고 4일 밝혔다.
스트레스나 불쾌한 자극에 장기간 노출되면 KOR 시스템이 과도하게 활성화되어 우울증 등 다양한 정신질환을 유발할 수 있는데, 이 증상은 KOR이 활성화되면서 연쇄적으로 활성화되는 단백질의 신호전달경로와 긴밀하게 연관돼 있다.
연구팀은 수용체의 세부적인 하위 기전을 조절해 KOR의 활성도를 감소 시키는 약물 개발을 제안했다. 이어 파이라졸로이소퀴놀린 코어 스켈레톤을 기반으로 최적화된 화합물의 설계 및 합성으로 강력하고 선택적으로 KOR의 활성도를 낮추는 역작용제를 개발하는데 성공했다.
연구팀은 약물이 결합한 상태에서 수용체의 6번 나선 위치에 따라 b-아레스틴과의 상호작용이 크게 달라지는 점에 착안했다. KOR은 원래 수용체를 활성화시키는 작용제 약물을 사용하면 3번과 6번 나선의 거리가 멀어지는데, 연구팀은 이 거리를 더욱 극대화시켜 b-아레스틴과의 결합을 억제하는 역작용을 유발했다.
특히 연구팀은 분자 동역학 시뮬레이션을 사용해 약물의 작용 메커니즘을 확인하고 결합모드를 예측해 역작용 메커니즘을 제안할 수 있었다.
김용철 지스트 생명과학부 교수는 “이번 연구를 통해 효과적으로 KOR의 활성도를 낮추는 역작용제를 개발하는 데 성공했다”며 “현재 사용되는 우울증 치료제를 보완할 신약을 개발하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”고 말했다.
