권용석 교수 연구팀과 서강대학교 이현수 교수, 연세대학교 심태보 교수 공동 연구팀은 표적 단백질에 친화성을 가지는 작은 결합 단백질을 활용한 친화성 지향 위치 특이적 원형 단백질 표지 기술을 개발하였다.

단백질의 위치 특이적 표지는 차세대 신약인 항체-약물 접합체의 개발에 있어 항체에 도입된 약물의 위치 및 개수, 균일성을 조절할 수 있는 중요한 역할을 하기에 위치 특이적 표지를 하기 위한 다양한 시도가 진행되고 있다. 최근 관련된 연구로 유전코드 확장 기술을 통한 단백질의 특정 위치에 작용기를 도입하는 방법이 활발히 진행되고 있다. 하지만 이러한 방법은 낮은 수율 및 효율성, 유전적 수정에 관련된 복잡성 등의 여러 문제점이 존재한다. 

이에 연구팀은 기존에 보고된 단백질의 화학적, 유전적 수정을 통한 위치 특이적 표지 기술보다 더 높은 효율성으로 단백질의 인공적인 수정 없이 친화성 기반 원형 단백질의 효율적인 위치 특이적 표지 기술을 개발하였다.  

본 연구에서 개발한 표지 기술을 바탕으로 항체-약물 접합체를 합성하여 유방암 세포주에 높은 항암 활성을 가지는 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 개발한 위치 특이적 단백질 표지 방법이 추후 항체-약물 접합체 신약 개발에 활용될 가능성을 시사한다. 

권용석 교수는 “이번 연구결과는 기존에 보고된 위치 특이적 단백질 표지의 한계였던 낮은 효율성을 벗어나 높은 수율과 위치 특이성을 가지는 원형 단백질 표지 기술을 개발한 것에 의의가 있다”며 “항체-약물 접합체 중 유방암 치료제인 kadcyla와 같은 약물이 이미 FDA의 승인을 받아 시판중인 만큼, 항체-약물 접합-체를 개발하는데 있어 보다 높은 균일성을 가지는 항체-약물 접합체를 도입하는 측면에서 본 연구의 응용이 기대된다”고 밝혔다.

이 연구결과는 한국연구재단의 바이오의료기술개발사업(2022M3E5F2017857)의 지원으로 수행되었으며 세계적 권위의 종합 과학 분야 국제학술지 Advanced Science (IF=15.1)에 11월 30일 게재되었다. 

※논문명: Affinity-Directed Site-Specific Protein Labeling and Its Application to Antibody-Drug Conjugates

※저자명: 김수인(제1저자), 김상길(공동저자), 김상지(공동저자), 김남경(공동저자), 이상원(공동저자), 이한빈(공동저자), 이승은(공동저자) 심태보(교신저자, 권용석(교신저자), 이현수(교신저자)

※논문 링크: https://doi.org/10.1002/advs.202306401