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이환규 교수(화학공학과), 약물전달체 개발에 분자모델링 성공적 도입
분류 학술
작성자 뉴미디어운영팀 문승진
날짜 2020.03.24
조회수 1,027
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약물전달체 개발에 컴퓨터 분자설계 기법 적용 가능하다는 것 입증
약물의 공격 정확도 떨어트리는 ‘혈장단백질 흡착에 의한 단백질 코로나 형성 메커니즘’ 규명
나노재료 분야 세계 최고 학술지 「Small」 3월호 표지 선정


▲ 이환규 교수(화학공학과)

이환규 교수(화학공학과)가 고효율 약물전달체 개발의 신호탄을 쐈다.

「Effects of Nanoparticle Electrostatics and Protein–Protein Interactions on Corona Formation: Conformation and Hydrodynamics」 논문에서 고효율 약물전달체로 활용되는 나노파티클 개발에 컴퓨터 분자모델링 기법을 도입, 특정 암세포와 바이러스를 정확하게 공격할 수 있는 기초 지식을 규명한 것.

또한 약물의 공격 정확도를 떨어트리는 ‘혈장단백질 흡착에 의한 단백질 코로나 형성 메커니즘’을 컴퓨터 분자모델링을 통해 규명했다.

약물전달체로 쓰이는 나노파티클을 체내에 투여하면 혈관을 따라 흐르며 수많은 혈장단백질을 만난다. 이러한 혈장단백질 흡착은 특정 세포의 선택적 결합을 촉진하는 역할도 하지만 반대로 나노파티클의 구조와 성질을 변형시키고 특정 세포에 대한 공격 정확도를 떨어뜨리기도 한다.

혈장단백질 흡착이 나노파티클의 약물전달 효율에 미치는 영향을 이해하는 것이 매우 중요하지만 기존의 실험만으로는 나노스케일의 메커니즘을 규명하는 데 한계가 있었던 것이 사실.

이환규 교수는 분자모델링을 이용해 혈장단백질 흡착에 의해 형성된 단백질 코로나가 나노파티클에 미치는 영향과 메커니즘을 분자 단위에서 규명했다. ‘양전하’, ‘음전하’, 또는 중성의 표면성질을 갖는 나노파티클과 주요 혈장단백질 5개(Human serum albumin, fibrinogen, immunoglobulin, Complement C3, apolipoprotein A-I)를 시뮬레이션하여, 나노파티클 표면성질 차이에 따른 혈장단백질 간의 흡착 경쟁 및 우선순위를 밝혀낸 것. 특히 코로나 형성 초기에 흡착 단백질의 결합력 변화와 코로나 다층 구조 형성에 대한 원리를 분자단위에서 성공적으로 규명했다.


▲ 국제학술지 「Small」3월호 표지에 게재된 이환규 교수의 연구 성과. 실타래처럼 얽혀 있는 약물전달체 나노파티클에 혈장단백질이 붙어  덩어리를 형성, 특정 암세포에 작용하는 모습.

이환규 교수의 논문은 지난 12일 나노재료 분야 세계 최고 수준으로 인정받는 국제학술지 「Small (인용지수 : 10.856)」에 게재 됐고 우수성을 인정받아 표지에도 소개됐다.