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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2014-05-13
- 조회5,450
Acta Crystallogr. Sect. D-Biol. Crystallogr., Volume 70, Issue 5, pages 1357–1365, May 2014 | doi:10.1107/S1399004714002971
Structural basis of sialidase in complex with geranylated flavonoids as potent natural inhibitors
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Neuraminidase (sialidase)는 여러 당단백질 및 당지질의 시알산을 가수분해하는 효소로 독감을 비롯한 각종 질병을 유발하는 바이러스와 병원성 박테리아가 숙주 내 수용체의 시알산의 분해를 통해 감염 및 증식을 하는데 필수적입니다. 따라서, Neuraminidase는 바이러스와 세균의 감염을 억제하기 위한 신약 개발 표적단백질로 주목을 받고 있습니다.
기존의 항뉴라미니데이즈는 기질(sialic acid) 유도체 연구를 통하여 타미플루 및 리렌자 등의 글로벌 신약이 개발되어 독감 환자를 표적으로 상용화되었습니다. 하지만 인체 내 부작용, 낮은 생체 이용률의 단점과 항바이러스제 내성을 보이는 바이러스의 출현으로 새로운 항뉴라미니데이즈 개발의 필요성이 대두되고 있는 상황입니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 여러 표적 선도물질들을 발굴하는 작업이 진행되어 왔는데, 이 중 자연에 존재하며 독성이 거의 없는 천연물 유래 플라보노이드가 항뉴라미니데이즈 효능을 보임이 입증되었습니다.
천연물 유래의 플라보노이드는 기존 항바이러스제의 약점을 보완하고 동시에 경구 및 비경구투여 및 다른 치료제와 병용투여 효능의 보완 증대 및 부작용 효과를 감수할 수 있는 신약개발의 유망한 선도물질로 각광받고 있습니다. 하지만, 억제활성이 높은 플라보노이드의 경우, 일반적으로 자체의 불용성이 높아, 신약 개발에 필수적인 원자 수준의 복합체 구조 정보를 확보하는데 어려움이 있었습니다. 따라서, 타미플루 및 리렌자 등 상용화된 항뉴라미니데이즈 내성균에 대한 대책으로, 오동나무에서 추출한 플라노보이드(디플라콘)의 복합체 구조연구에 흥미를 가지고 시작하게 되었습니다. 이번 뉴라미니데이즈와 플라보노이드(디플라콘) 복합체 연구가 항뉴라미니데이즈를 표적으로 하는 천연 플라보노이드 유래 항균제 및 항바이러스제 개발에 중요한 원자 수준의 구조적 정보를 제공할 것으로 기대하고 있습니다. 에피소드가 있다면, 천연 플라보노이드 화합물이 불용성이어서, 용해도를 높이는 과정에 어려움이 너무 커 정말… 여러 번 포기를 하려고 하였던 점이고, 논문이 Accept되기까지 여러 번의 어려움이 있었지만 성공적으로 마무리를 할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이번 연구는 저희 광주과학기술원 생명과학부 및 화학과 소속인 엄수현 교수님, 경상대학교 응용생명과학부 박기훈 교수님, 그리고 생명공학연구원의 류영배 박사님과 함께 진행하였습니다. 저희 단백질구조기능실험실은 예일대 Thomas A. Steitz 교수님을 센터장으로 하는 광주과학기술원 노벨스타이츠 구조생물학연구센터와 함께 X-선 구조결정학 기법을 이용하여 아래의 주요 3가지 연구를 수행하고 있습니다.
①. 인체 내 칼슘 항상성 조절에 중요한 조절 단백질들의 구조 및 기전연구,
②. 원핵 및 진핵세포의 DNA복제를 담당하는 DNA중합효소의 구조 및 기전연구,
③. 질병유래 단백질들을 표적으로 한 신약후보물질 간의 복합체 연구.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
주어진 하나의 연구가 꽃을 피우기까지 많은 노력과 여러 선구자 분들의 도움이 필요하다는 것을 많이 느낄 수 있었습니다. 어려움을 잘 극복해 낼 수 있도록 이끌어주시고 도움을 주신 저희 팀원분들께 진심으로 감사함을 느낍니다. 보람이라고 한다면,,, 4년 간의 긴 연구에서 고개 드는 여러 번의 포기를 극복했던 점과 unreleased PDB data 상태로 protein data bank에 업로드 된 상태에서 다른 연구그룹이 논문이 accept되기 전에 관심을 가져준 점이 아닌가 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저도 아직 많은 것을 배워야 하지만, 그 중에 하나를 말씀드리자면, 물론 전공과 관련한 생화학, 물리학, 생물학 등의 공부도 필요하겠지만, 최선은, 끈기있는 인내심을 기르기를 진심으로 바랍니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직 박사과정 학생이기에 학위과정 동안, 현재 진행중인 신약 선도물질간의 복합체 구조 연구와 미토콘드리아 내 칼슘 항상성 조절단백질의 구조 규명을 통한 기전연구에 중심을 두고, 주어진 목표에 도달하기 위해 저희 팀원분들과 함께 하겠습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
하고 싶은 이야기들은 많지만 그래도 저희 광주과학기술원 소개를 하겠습니다. 현실적인 이야기로 말씀을 드리면, 제가 이전에 학부를 졸업하면서 생각했던 것이 몇 가지인데, 대학원을 가야겠는데 대학원 다니면서까지 집에 손을 벌리는 것은 아니다라고 생각했고, 아직 군대 복무도 하지 않은 상태이고, 생화학 책에서 본 단백질 3차원 구조가 이쁘다는 단순 무식한 생각으로 X-선 구조결정학을 해보고 싶었습니다.
결론적으로, 훌륭한 저희 엄수현 교수님 밑에서 전문연구요원으로 대학원 입학 이후로 집에 의존하지 않고 조그마한 용돈도 붙여드리며 학위를 할 수 있게 되었습니다. 그리고 다양한 실험실 동기들과 서로 야식도 먹고 도움을 주고 받으며 배움을 쌓아가고 있습니다. 물론, 힘들고 어려운 점이야 연구하면서 누구나 겪는 일이기 때문에,,, 이 정도면 저희 광주과학기술원 충분히 연구하기에 좋은 곳이지 않겠습니까…?
Neuraminidase (sialidase)는 여러 당단백질 및 당지질의 시알산을 가수분해하는 효소로 독감을 비롯한 각종 질병을 유발하는 바이러스와 병원성 박테리아가 숙주 내 수용체의 시알산의 분해를 통해 감염 및 증식을 하는데 필수적입니다. 따라서, Neuraminidase는 바이러스와 세균의 감염을 억제하기 위한 신약 개발 표적단백질로 주목을 받고 있습니다.
기존의 항뉴라미니데이즈는 기질(sialic acid) 유도체 연구를 통하여 타미플루 및 리렌자 등의 글로벌 신약이 개발되어 독감 환자를 표적으로 상용화되었습니다. 하지만 인체 내 부작용, 낮은 생체 이용률의 단점과 항바이러스제 내성을 보이는 바이러스의 출현으로 새로운 항뉴라미니데이즈 개발의 필요성이 대두되고 있는 상황입니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 여러 표적 선도물질들을 발굴하는 작업이 진행되어 왔는데, 이 중 자연에 존재하며 독성이 거의 없는 천연물 유래 플라보노이드가 항뉴라미니데이즈 효능을 보임이 입증되었습니다.
천연물 유래의 플라보노이드는 기존 항바이러스제의 약점을 보완하고 동시에 경구 및 비경구투여 및 다른 치료제와 병용투여 효능의 보완 증대 및 부작용 효과를 감수할 수 있는 신약개발의 유망한 선도물질로 각광받고 있습니다. 하지만, 억제활성이 높은 플라보노이드의 경우, 일반적으로 자체의 불용성이 높아, 신약 개발에 필수적인 원자 수준의 복합체 구조 정보를 확보하는데 어려움이 있었습니다. 따라서, 타미플루 및 리렌자 등 상용화된 항뉴라미니데이즈 내성균에 대한 대책으로, 오동나무에서 추출한 플라노보이드(디플라콘)의 복합체 구조연구에 흥미를 가지고 시작하게 되었습니다. 이번 뉴라미니데이즈와 플라보노이드(디플라콘) 복합체 연구가 항뉴라미니데이즈를 표적으로 하는 천연 플라보노이드 유래 항균제 및 항바이러스제 개발에 중요한 원자 수준의 구조적 정보를 제공할 것으로 기대하고 있습니다. 에피소드가 있다면, 천연 플라보노이드 화합물이 불용성이어서, 용해도를 높이는 과정에 어려움이 너무 커 정말… 여러 번 포기를 하려고 하였던 점이고, 논문이 Accept되기까지 여러 번의 어려움이 있었지만 성공적으로 마무리를 할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이번 연구는 저희 광주과학기술원 생명과학부 및 화학과 소속인 엄수현 교수님, 경상대학교 응용생명과학부 박기훈 교수님, 그리고 생명공학연구원의 류영배 박사님과 함께 진행하였습니다. 저희 단백질구조기능실험실은 예일대 Thomas A. Steitz 교수님을 센터장으로 하는 광주과학기술원 노벨스타이츠 구조생물학연구센터와 함께 X-선 구조결정학 기법을 이용하여 아래의 주요 3가지 연구를 수행하고 있습니다.
①. 인체 내 칼슘 항상성 조절에 중요한 조절 단백질들의 구조 및 기전연구,
②. 원핵 및 진핵세포의 DNA복제를 담당하는 DNA중합효소의 구조 및 기전연구,
③. 질병유래 단백질들을 표적으로 한 신약후보물질 간의 복합체 연구.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
주어진 하나의 연구가 꽃을 피우기까지 많은 노력과 여러 선구자 분들의 도움이 필요하다는 것을 많이 느낄 수 있었습니다. 어려움을 잘 극복해 낼 수 있도록 이끌어주시고 도움을 주신 저희 팀원분들께 진심으로 감사함을 느낍니다. 보람이라고 한다면,,, 4년 간의 긴 연구에서 고개 드는 여러 번의 포기를 극복했던 점과 unreleased PDB data 상태로 protein data bank에 업로드 된 상태에서 다른 연구그룹이 논문이 accept되기 전에 관심을 가져준 점이 아닌가 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저도 아직 많은 것을 배워야 하지만, 그 중에 하나를 말씀드리자면, 물론 전공과 관련한 생화학, 물리학, 생물학 등의 공부도 필요하겠지만, 최선은, 끈기있는 인내심을 기르기를 진심으로 바랍니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직 박사과정 학생이기에 학위과정 동안, 현재 진행중인 신약 선도물질간의 복합체 구조 연구와 미토콘드리아 내 칼슘 항상성 조절단백질의 구조 규명을 통한 기전연구에 중심을 두고, 주어진 목표에 도달하기 위해 저희 팀원분들과 함께 하겠습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
하고 싶은 이야기들은 많지만 그래도 저희 광주과학기술원 소개를 하겠습니다. 현실적인 이야기로 말씀을 드리면, 제가 이전에 학부를 졸업하면서 생각했던 것이 몇 가지인데, 대학원을 가야겠는데 대학원 다니면서까지 집에 손을 벌리는 것은 아니다라고 생각했고, 아직 군대 복무도 하지 않은 상태이고, 생화학 책에서 본 단백질 3차원 구조가 이쁘다는 단순 무식한 생각으로 X-선 구조결정학을 해보고 싶었습니다.
결론적으로, 훌륭한 저희 엄수현 교수님 밑에서 전문연구요원으로 대학원 입학 이후로 집에 의존하지 않고 조그마한 용돈도 붙여드리며 학위를 할 수 있게 되었습니다. 그리고 다양한 실험실 동기들과 서로 야식도 먹고 도움을 주고 받으며 배움을 쌓아가고 있습니다. 물론, 힘들고 어려운 점이야 연구하면서 누구나 겪는 일이기 때문에,,, 이 정도면 저희 광주과학기술원 충분히 연구하기에 좋은 곳이지 않겠습니까…?
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