KISTI의 과학향기

최근 프랑스 연구팀은SARS-CoV-2가 단백질가위TMPRSS2를 통해 세포 내 침입하는 기전을 밝히기 위해 시중에 나와있는 천여개 이상의 약물정보를 컴퓨팅하는 작업을 수행했다. 코로나를 표적으로 하는 새로운 약물 개발에는 최소 10년 이상이 소요되며, 여러 차례의 임상 단계를 거쳐야 하는 등 실질적인 제약요소가 많다. 이에 따라, 연구자들은 빠른 치료제 개발을 위해 기존의 약물을 활용하는therapeutic repositioning 방식을 채택하고 있다. 이는 기존에 성능과 부작용이 알려진 약물 분자들을 활용하여 새로운 바이러스에 어떠한 작용을 미치는 지 살펴보는 방식이다.

 

이와 같은 방식을 기반으로 프랑스 연구팀은 코로나 바이러스가 세포에 침입하는 것을 막을 수 있는 수십가지의 분자 목록을 확인하는 데 성공했다. SARS-CoV-2는 표면 단백질 인 Spike (S 단백질)를 숙주의 ACE2 수용체와 결합시키는 방식을 통해 숙주세포로 침입할 준비를 마친다. 바이러스가 숙주 세포와 결합을 마치면, TMPRSS2라는 또 다른 세포 단백질이 바이러스가 숙주세포로 침입하는 것을 돕는다.

 

이 과정에서 세린 프로테아제 억제제를 활용할 경우, 바이러스의 S 단백질을 절단하여, 바이러스가 숙주세포에 침투하는 것을 막을 수 있는 것으로 알려져 있다. 프랑스 연구팀은 이 중 TMPRSS2의 기전에 주의를 기울이고 있으며, TMPRSS2가 비활성화 될 경우, 바이러스가 숙주세포로 침투하는 데 큰 어려움을 겪는다는 사실을 확인했다.

 

현재까지 TMPRSS2의 삼차원 구조는 실험적으로 밝혀진 바가 없지만, 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션인 인실리코(in-silico) 방식을 통해 단백질 모형을 구현하는 데 성공했다. 또한 연구팀은 전 세계에서 수집한 약 10,000개의 약물 분자 데이터를 활용하여 S단백질 및 TMPRSS2단백질의 작용을 막는 분자들을 찾아내는 데 성공했다.

 

이 분자 후보군들은 실험관 및 세포 실험을 거친 후, 임상단계로 이어질 예정이다. 본 연구에 관한 최종결과는 올해 말에 발표될 예정이다.