복잡한 단백질 구조 분석 '클릭 한 번'이면 OK

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한국기초과학지원연구원(KBSI·원장 신형식)은 바이오융합연구부 소속 유종신·김진영 연구원팀이 당단백질을 자동 분류하는 분석시스템을 개발했다고 20일 밝혔다. 바이러스 백신개발, 복제의약품 개발 속도를 획기적으로 높일 수 있다.

당단백질은 단백질을 구성하는 아미노산 특정 부위에 당이 결합된 것을 뜻한다. 바이오의약품 주요 성분, 신약 개발 표적단백질, 바이오마커 등 활용 폭이 매우 넓다. 코로나19 바이러스 표면 주요 물질인 '스파이크 단백질'도 당단백질 일종이다.

이런 당단백질 분석에는 주로 질량분석기를 활용하는데, 연구자가 직접 분석·분류해야 단백질 결합 당 종류, 결합 위치를 정확하게 파악할 수 있다.

당단백질 질량분석 스펙트럼 분석을 통한 뮤신타입 당단백질의 분류
<당단백질 질량분석 스펙트럼 분석을 통한 뮤신타입 당단백질의 분류>

연구팀이 개발한 당단백질 자동 분석 시스템은 분석과정을 자동화 해 시간을 획기적으로 단축하고 높은 정확도를 유지한다. 기존 분류방식으로는 1개월 이상 소요되는 분석을 24시간 이내에 마칠 수 있다.

핵심은 질량분석 스펙트럼을 빠르게 분석하는 자체 알고리즘이다. 단백질에 결합된 당 구조와 위치에 따라 당단백질을 분류한다. 그동안 분석이 어려웠던 '뮤신' 타입 당단백질 분류도 가능하다. 이는 세계 최초다.

유종신 연구원은 “정량·정성적 측면 모두에서 당단백질 구조를 보다 빠르고 정확하게 분석할 수 있다”며 “백신, 재조합단백질, 바이오시밀러 등 다양한 바이오 의약품의 구조를 검증하고, 엄격한 품질관리 전략을 세우는 데 도움이 될 것”이라 말했다.

기술개발 연구진
<기술개발 연구진>

김진영 KBSI 바이오융합연구부장은 “세계 최초로 뮤신타입 당단백질을 높은 정확도로 자동 분석할 수 있게 됐다”며 “개발 시스템과 KBSI 보유 첨단 분석연구장비들을 연계해, 여러 당단백질 구조를 규명하는 후속연구를 이어갈 것”이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com