알부민 결합해 '당뇨병 치료제' 수명 늘린다

▲당뇨병은 치명적 합병증을 일으킨다.[사진제공=강동경희대병원]

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 혈액 단백질인 알부민과 대장균을 활용해 혈당 조절 호르몬의 수명을 연장시키는 기술을 개발했다. 연구진은 약효가 오래 가는 당뇨병 치료제 개발에 이 기술을 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

광주과학기술원(GIST)는 권인찬 신소재공학부 교수의 연구팀이 알부민과 대장균을 활용해 글루카곤 유사 펩타이드-1(GLP-1)의 반감기를 늘리는데 성공했다고 28일 밝혔다.

특수대장균+알부민+GLP-1= 혈당 호르몬 반감기 연장

1.GLP-1의 특정 위치에 알부민을 결합시키기 위한 작용기를 유전자재조합 단백질의 특정 위치에 삽입하는 모식도. 2.GLP-1과 알부민의 결합. 3.단백질 분해효소를 이용한 GLP-1과 알부민 결합체의 분리.

연구팀은 대장균을 활용해 혈액에 풍부하게 존재하는 단백질인 알부민과 당뇨 치료용 펩타이드 의약 성분인 GLP-1과 결합하는데 성공했다.

연구진이 결합한 GLP-1는 반감기가 긴 알부민의 특성으로 인해, 기존 GLP-1보다 반감기가 160배 가량 긴 것으로 나타났다. 반감기는 단백질, 약물 등의 농도가 체내에서 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간을 말한다. 기존 GLP-1의 반감기는 3분 이내로 짧다.

연구팀은 또 세포실험과 생쥐를 대상으로 한 당부하 검사를 통해 알부민의 위치에 따라 GLP-1의 반감기가 달라진다는 사실도 밝혀냈다. 연구팀은 특수 대장균을 이용한 재조합단백질기술을 이용할 경우 길이가 긴 펩타이드 의약도 손쉽게 생산할 수 있다는 사실도 확인했다.

당뇨병 환자의 고통 줄여줄 수 있을 듯

GLP-1과 알부민 결합체는 다양한 기전을 통해 체내 반감기가 증가된다.

연구진은 이번 연구를 통해 당뇨병 치료제의 반감기를 늘리고, 치료제 생산이 더욱 수월해질 것으로 내다봤다. 이에 따라 치료의 기간, 비용, 환자의 고통도 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 예상했다.

한국인들이 가장 많이 걸리는 질환 중 하나인 당뇨병은 혈액내 포도당 농도(혈당량)가 높게 유지되는 병이다. 체내 혈당수치가 높게 지속되면 망막 질환, 신장 질환, 심혈관 질환 등 각종 합병증이 유발 될 수 있어 당뇨 환자에게 혈당 관리는 매우 중요하다.

권인찬 지스트 교수는 "이번 연구는 GLP-1과 알부민의 결합을 통해 반감기 증가 효과를 얻으면서 알부민 결합 위치를 바꿔줌으로써 약효를 최적화할 수 있는 가능성을 확인했다는 것이 연구의 의의"라며 "향후 대장균을 이용한 재조합단백질기술은 의약연구 뿐만 아니라 기후변화 대응, 에너지 문제 해결 등을 위한 바이오촉매 연구에도 광범위하게 적용될 것으로 기대된다"고 말했다.

연구 결과는 약학분야 국제학술지인 파마슈틱스에 실렸다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr