[뉴스웍스=문병도 기자] 이상엽 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과  특훈교수와 김승택 한국파스퇴르연구소  박사 공동연구팀이 '약물 가상 스크리닝 기술을 이용한 코로나19 치료제 개발'에 성공했다.

코로나바이러스는 포지티브 센스 단일 가닥(+ss)RNA 바이러스로 크기는 80~220나노미터다.

지질이 포함된 외피에 둘러싸여 있으며, 외피에 20나노미터의 왕관 모양과 같은 돌기가 있다. 코로나바이러스는 크게 4가지의 구조로 이루어져 있다. 스파이크(S), 멤브레인(M), 엔벨롭(E), 뉴클레오캡시드(N) 단백질이다.

코로나바이러스의 이름은 왕관이나 광륜을 뜻하는 라틴어 코로나에서 유래됐다. 전자현미경으로 보면 바이러스 겉부분의 가장자리가 왕관 혹은 태양의 코로나를 연상시키는 모양을 가지고 있다. 이는 바이러스 표면에 스파이크단백질에 의한 것이다.

연구팀은 팬데믹 상황에 대응한 신속한 치료제 개발을 위해 가상 스크리닝 기술을 이용한 약물 재창출 전략을 수립했다. 

장우대 KAIST 박사는 FDA 승인 약물 또는 임상 진행 중인 약물을 데이터베이스에서 수집해 6218종의 약물 가상 라이브러리를 구축했다. 

연구팀은 가상 스크리닝 플랫폼으로 사스-코로나바이러스-2의 복제와 증식에 필수적인 역할을 하는 단백질 가수분해 효소와 RNA 중합효소를 저해할 수 있는 후보 화합물을 15종과 23종으로 각각 선별했다.

검증된 약물에 대해 인간 폐 세포에서 추가적인 검증 실험을 수행했고, 3종의 약물에서 항바이러스 활성이 확인됐다. 후보 약물에는 암 및 특발성 폐섬유증으로 임상이 진행 중인 오미팔리십, 암 및 조로증으로 임상이 진행 중인 티피파닙, 식물 추출물로써 항암제로 임상이 진행 중인 에모딘이 있다. 

연구팀 관계자는 연구를 통해 예측 성능이 우수한 약물 가상 스크리닝 플랫폼을 구축했고, 이를 통해 코로나19 치료제로 유망한 후보물질을 단기간에 발견할 수 있었다고 설명했다.

이상엽 특훈교수는 "이번 연구를 통해 신종 바이러스 출현 시 신속하게 대응할 수 있는 기반 기술을 마련했다는 데에 의의가 있다"라며 "코로나바이러스 계열의 유사한 바이러스나 신종 바이러스 출현 시에도 적용할 수 있는 기술을 개발하고자 한다"라고 말했다.

과기정통부가 지원하는 KAIST 코로나대응 과학기술 뉴딜사업과 바이오·의료기술개발사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 국제 학술지인 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 7일자 온라인 게재됐다.