박테리아의 항암제 합성 원리 규명, 차세대 치료제 개발 길 열어

영국 워릭대학교 연구진이 박테리아가 자연적으로 강력한 항암제를 합성하는 비밀을 밝혀냈습니다. 수십 년간 미스터리로 남아있던 이 과정은 차세대 항암 치료제 개발에 새로운 이정표를 제시합니다.

연구의 핵심은 도킹 도메인(docking domain, 분자 연결 부위)이라는 작은 영역의 발견입니다. 이 도메인은 항암제 합성 기계와 변형 효소 사이를 연결하는 분자 커넥터 역할을 수행합니다.

박테리아는 이 정교한 연결 시스템을 통해 여러 종류의 항암제 변이체를 안정적으로 생산합니다. 연구진은 이 과정을 조합 생합성(combinatorial biosynthesis, 여러 효소를 조합해 화합물을 만드는 과정)이라고 설명합니다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재되었습니다. 연구진은 혈액암 치료제로 승인된 로미뎁신(Romidepsin, 제품명 이스토닥스)과 같은 화합물의 생성 원리를 상세히 다루었습니다.

연구팀은 구조 생물학, 생화학, 유전학 및 컴퓨터 모델링을 결합하여 복잡한 시스템을 해독했습니다. 특히 단백질 구조 예측 인공지능인 알파폴드(AlphaFold)를 활용해 단백질 복합체 구조를 예측하고 검증했습니다.

이번 발견은 자연의 원리를 이해하는 것을 넘어, 이를 모방하여 더 나은 의약품을 설계할 수 있는 청사진을 제공합니다. 연구진은 이를 통해 효능이 뛰어나고 부작용이 적은 새로운 항암 후보 물질을 빠르게 개발할 수 있다고 강조합니다.

이 연구는 히스톤 탈아세틸화 효소 억제제(HDAC inhibitors, 유전자 발현을 조절하는 효소를 차단하는 약물) 계열의 항암제 개발에 집중합니다. 기존에 알려졌으나 합성 경로가 불분명했던 화합물인 에프알-901375(FR-901375)의 생성 원리도 이번 연구로 명확해졌습니다.

앞으로 연구진은 이 기술을 활용해 다양한 암종에 대응할 수 있는 항암제 라이브러리를 구축할 계획입니다. 자연의 진화적 논리를 역설계하여 임상적 가치가 높은 최적화된 치료제를 만드는 것이 최종 목표입니다.

이 기사는 일반적인 건강 정보를 제공하며, 의학적 조언을 대체하지 않습니다. 구체적인 건강 문제는 의료 전문가와 상담하십시오.

출처: Nature Communications, University of Warwick Research.