대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)은 단백질 pCoE 연구단(연구책임자 장익수)과 핵심단백질자원센터(센터장 최성균), 아이프로테인테라퓨틱스(대표 이주환)가 고성능 GPU특화슈퍼컴퓨팅을 활용해 항염증 치료용 사이토카인 신약후보 디자인·생산·발굴에 성공하고, 전임상 시험에 돌입했다고 15일 밝혔다.
인체 면역과 염증을 조절하는 핵심 단백질 중에 하나인 인터류킨 수용체 길항제(IL-1Ra)의 바이오베터-신약후보 단백질의 구조를 고성능 슈퍼컴퓨터를 이용해 디자인하고, 디자인된 단백질을 직접 생산 및 세포활성 검증에 성공했다. 현재 세계적으로 시판 중인 급성·만성 염증 조절제 및 최근 FDA에서 COVID-19 치료제로 긴급 승인된 아나킨라(Anakinra) 보다 우수한 기능을 보이는 바이오베터-신약후보 단백질 발굴에 성공했고, 현재 실험동물을 이용한 전임상 시험을 시작했다.
단백질 pCoE 연구단과 아이프로테인테라퓨틱스는 DGIST에 구축돼 있는 빅데이터-AI 계산용 고성능 V100-GPU로 구성된 슈퍼컴퓨터 클러스터를 이용해 아나킨라보다 면역억제 기능이 강화된 바이오베터-신약후보 단백질들의 3차원 구조를 분자동역학 시뮬레이션을 수행해 디자인했다. 디자인된 8가지 후보 단백질들과 IL-1R 수용체 사이의 결합자유에너지를 GPU-TI 슈퍼컴퓨팅 계산으로 구하고, 8가지 신약후보 단백질들의 우수성 순서를 예측했다.
DGIST 핵심단백질자원센터에서는 예측된 8가지 바이오베터-신약후보 단백질들을 유전자 클로닝, 발현 및 생산 등 단백질 신약생산 전 과정에 있어서 원천기술 확보 및 최적화에 성공했다. 이들 단백질의 3차원 구조적 안정성과 생물성 및 수용체와의 결합 상수들을 측정해 8가지 후보 단백질들의 높은 유효성을 확인했다. 또 세포활성 실험들을 통해 슈퍼컴퓨팅 디자인된 8가지 후보 단백질들 중에 4종 이상에서 아나킨라 보다 우수한 기능을 보이는 바이오베터-신약후보 물질들을 발굴했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
