[베리타스알파=박원석 기자] 고가의 의약품에 사용되는 광학활성아민1의 키랄전환2 바이오공정 개발/인공효소3 설계에 국내 연구진이 세계 최초로 성공했다.

 연세대는 생명공학과 신종식 교수 연구진이 아민전달효소1의 공회전 사이클2에서 광학활성아민의 키랄전환이 일어날 수 있음을 발견하고 그 작동원리를 수학적으로​ 규명했다고 18일 밝혔다. 연구진은 단백질 재설계를 통해 공회전 사이클을 리프로그래밍해 다양한 광학활성아민에 대해 키랄전환 활성을 갖는 인공효소의 개발에 세계 최초로 성공했다.

광학활성아민의 환경친화적 바이오 생산기술 개발은 전 세계 제약회사의 뜨거운 관심분야 중 하나이다. 가장 대표적인 생산공정은 효소를 이용한 광학분할이지만 수율 50%의 한계로 인해 화학적 라세믹화1를 위한 추가공정이 필요한 실정이다. 100% 분할공정을 개발하기 위해서는 아민의 키랄전환을 수행하는 효소가 필요하지만 아직까지 자연계에서 발견되지 않았다.

연구진은 아민전달효소의 반응을 연구하던 중 공회전 사이클에서 아민의 키랄전환이 진행됨을 우연히 발견했다. 이는 정밀한 키랄 특이성1을 갖는 효소의 기존 상식을 깨는 발견2으로 연구진은 컴퓨터 모델링을 통해 키랄 특이성의 미세한 실수가 반복되면서 L과 D-이성체간의 키랄전환이 진행됨을 밝혔다. 자연계에 존재하는 아민전이효소는 극히 제한적인 화합물에만 키랄전환 활성을 보였다. 따라서 연구진은 단백질 3차구조 재설계를 통해 가상 돌연변이체를 제작함으로써 다양한 광학활성아민에 대해 활성을 갖는 키랄전환 인공효소의 개발에 성공했다.