[클링 앤트] 신약개발 예산 절감 효과…숙명여대 신약 디자인 프로그램 ‘ProWaVE’

[이뉴스투데이 정명곤 기자] 신약 개발의 걸림돌로 작용하는 단백질 응집원인을 찾아내 시행착오를 줄여 예산을 절감할 수 있는 신약 디자인 애플리케이션이 주목을 받고 있다.

함시현 숙명여자대학교 화학과 교수 연구팀이 개발한 신약 디자인 프로그램 ‘ProWaVE’(Protein surrounding Water Visualization and Energetics)가 독일 제약사 베링거잉겔하임의 연구기관에서 항생제 연구에 적용돼 항체 최적화에 성공하는 등 기술의 우수성을 인정받고 있다.

알츠하이머, 광우병, 암, 파키슨 병 등 단백질 기반 신약 개발 기업이나 연구기관이 앱을 활용할 경우 개발 예산 절감 효과를 기대할 수 있다.

앱은 신약 내의 치료 효과를 기대할 수 있는 단백질이 인체 내에서 효능을 발휘하기 전에 응집하는 원인이 되는 돌연변이 단백질을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 찾아낼 수 있어 시행착오로 인한 개발 예산의 낭비를 줄일 수 있다.

‘ProWaVE’의 우수성은 글로벌 제약사와의 협력 사례 등을 통해서 검증되고 있다. 함 교수의 프로그램은 2017년 독일의 제약회사 베링거잉겔하임사 산하 신약개발팀의 항체 개발 프로젝트에서 활용됐다. 앱은 단백질 응집 원인이 되는 핫스팟을 찾아내어 응집하지 않는 항체를 개발하는 성과를 거뒀다.

앱은 함 교수의 독자적 기술인 물과 단백질의 상호작용을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석해 단백질의 구조와 기능의 변화를 예측하는 생체분자 역동열역학에 근거해 만들어졌다. 이를 구현한 것이 ‘ProWaVE’이다.

이준원 연구원은 “함 교수는 단백질 응집현상 예측에 용매와 자유에너지 개념을 처음으로 도입했다”며 “역동열역학은 혁신적인 알고리즘을 통해 물 분자를 명시적으로 설정하면서도 계산 시간은 크게 단축했다”고 설명했다.

그는 “비극성 소수성 효과를 정교하게 반영해 단백질의 열역학적 특성을 더욱 정교하게 개선했으며, 돌연변이 도입에 의한 단백질 응집성향 예측도 기존 앱을 크게 뛰어 넘는 정확도를 보여주었다”고 덧붙였다.

원천기술 ‘치매와 관련한 아밀로이드증 유발 원인 규명’은 2015년 화학분야 최고 학술지인 어카운트 오브 케미컬 리서치(Account of Chemical Research)의 표지논문으로 소개된 바 있다.

함 교수의 연구는 2014년 삼성미래기술육성재단의 화학분야 대표과제에 선정돼 5년간 연구비를 지원받은바있다. 교수는 올해 재단으로부터 후속과제에 선정돼 연구 지원 기간이 5년 추가로 연장됐다. 삼성재단 화학분야 과제에서 10년간 연구비를 지원받은 과학자는 함 교수가 유일하다.

한편, 숙명여자대학교 산학협력단 기술사업화팀은 기술이전 및 협력에 관심이 있는 기업을 대상으로 △기술 검증을 위한 시제품 제작 지원 △기술보증기금 연계 양산을 위한 기술금융 연결 △지속 연구 및 기술 업그레이드를 위한 R&D 공동연구 등 사전·사후지원을 하고 있다.

우준명 매니저는 “기업이 대학과 산학협력 지원을 결정하기 전 리스크를 줄여주기 위해 산단의 예산을 활용해 시제품 제작 등을 지원하고 있다”며 “기업의 기술 검증을 위한 부담을 줄일 수 있는 장치가 마련돼 있다”고 밝혔다.

그는 “산단은 기업과의 기술이전 계약 이후 기술보증기금을 연계해 양산을 위한 자금 투자를 지원하고, 정부 R&D 과제를 함께 신청할 수 있도록 컨설팅을 지원한다”고 덧붙였다.

함시현 교수는 “생체분자역동열역학 기술을 활용한 단백질 응집원인 규명 앱 ‘ProWaVE’는 제약회사나 연구기관의 신약 개발 리스크를 상당부분 덜어줄 수 있다”라며 “기술과 함께 성공사례를 만들어 갈 파트너와 임상이나 실험을 함께 진행할 수 있는 파트너십을 기대하고 있다”고 말했다.