약산성일 때 '탄산탈수효소' 활성화...암세포 감지 약물과 협업
약물 반응으로 몸집 커진 암세포...리소좀 막 파괴돼 사멸
(내외방송=정지원 과학전문 기자) 산성도에 따라 모습이 바뀌는 암세포 처리 기관만을 골라 파괴할 수 있는 약물이 개발돼 효과적인 항암 치료법이 마련될 수 있을 전망이다.
UNIST(울산과학기술원)은 17일 '내외방송'에 보낸 자료에서 "유자형 화학과 교수 연구팀은 '산성도(pH)로 세포 활성을 조절할 수 있는 약물'을 개발해 암을 고치는 전략을 발표했다"고 밝혔다.
새로 개발된 약물인 'pH 감응형 펩타이드'는 세포 내 소기관인 리소좀의 산성도에 반응해 구조를 바꾸고, 리소좀을 파괴한다.
리소좀은 단백질 분해 효소가 들어있는 세포 내 작은 주머니로 못 쓰게 된 세포 소기관이나 외부에서 들어온 세균들을 파괴한다.
리소좀은 정상 세포나 암세포에 모두 존재하기 때문에 연구팀은 암세포만 골라 침투하는 방법을 연구해 부작용을 최소화했다.
새로운 약물은 중성 상태에서 약하게 결합하고, 표면에 음전하를 뗘 세포에 아무 영향을 주지 않는다.
하지만, 약산성 환경에서는 결합이 강해지고, 표면에 양전하를 띠면서 활성화된다.
약물이 활성화되면 암세포의 세포막을 파괴할 수 있는 능력이 생긴다.
연구팀은 새 약물이 암세포만 잘 골라낼 수 있도록 암세포 세포막에서만 많이 발현되는 '탄산탈수효소'를 주목했다.
약물에 탄산탈수효소를 감지하는 분자를 붙여 암세포를 찾아낸 후 자기조립(갑자기 자발적으로 구조나 형태를 만드는 것)하면서 거대조립체가 된다는 것이다.
유 교수는 "리소좀에 축적된 거대조립체가 활성화되면서 리소좀 막이 붕괴되고, 세포 사멸이 유발된다는 것을 증명했다"며 "앞으로 암세포만 제거하는 효과적인 항암 전략이 될 것"이라고 말했다.
김도현 석박사통합과정이 제1저자로 참여한 이 연구는 국제학술지인 '미국화학회 골드지(JACS Au)'에 최근 속표지 논문으로 선정돼 출판됐다(논문명: Spatiotemporal Self-Assembly of Peptide Amphiphiles by Carbonic Anhydrase IX-Targeting Induces Cancer-Lysosomal Membrane Disruption).
