디앤피바이오텍이 PROTAC (PROteolysis-TArgeting Chimera) 스크리닝 플랫폼인 'UBIQAS (UBIQuitination Assay System)'의 상용화를 위해 차의과학대학교 산학협력단 백광현 교수와 개발협약을 체결했다고 13일 밝혔다.

UBIQAS는 세포내 유비퀴틴화 상태와 분해정도를 검증할 수 있으며 타겟 단백질의 유비퀴틴화 위치에 대한 직접적인 정보를 제공하여 PROTAC 신약후보물질의 기능을 보다 정밀하게 검증할 수 있는 분석방법이다.

최근 신약개발의 방향이 단백질의 기능을 '억제'하는 것에서 '제거'하는 것으로 전환되고 있는데, PROTAC을 이용한 단백질 분해 시스템이 바로 그 중심에 있다.

PROTAC은 생체내의 단백질 분해 시스템과 타겟 단백질을 근접 거리에 배치시켜 분해를 유도하는 합성물질이다. PROTAC은 기존 합성치료제에 비해 장점이 많아 혁신적인 신약 개발의 플랫폼이 될 것으로 기대를 모으고 있다.

특히 기존 합성치료제는 기술의 한계로 인간 단백질의 13%만이 표적으로 개발되어 있지만, PROTAC은 어떤 표적이든 치료제 개발이 가능해 신약개발의 폭이 매우 넓어질 것으로 예상된다.

'단백질분해 시스템을 활용하는 신약'이 가진 혁신성 때문에 글로벌 시장의 주목도도 매우 높다. 아비나스는 '프로탁' 신약개발의 대표적인 미국 기업인데, 2018년 9월 '프로탁' 관련 회사로는 최초로 나스닥에 상장했다. 이후 올해 5월 현재 시가총액은 약 2조 원 규모에 이른다.

글로벌 제약사들도 관련 기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 올해 머크가 탈유비퀴틴화 효소 (DeUBiquitinating enzyme, DUB) 플랫폼을 가진 알막 디스커버리와의 파트너십을 체결하고, 화이자가 탈유비퀴틴화 효소 전문회사인 미션 테라퓨틱스에 투자했다는 소식은 단백질분해 신약에 대한 빅파마들의 기대감을 잘 반영해 준다.

하지만 PROTAC과 관련된 신약개발 연구가 기대만큼 속도가 나지 않고 다양하지 못한 이유는 PROTAC 기능을 확인할 수 있는 기존 분석방법의 한계 때문이다. PROTAC 기능은 활성의 최종 산물을 단백질 수준에서 확인하게 되는데, 면역블로팅과 질량분석법이 가장 많이 이용된다.

그러나 이러한 방법은 대량 스크리닝에는 적용할 수 없으며, PROTAC 구조 최적화에 필요한 정보를 얻을 수도 없다. 결국 PROTAC의 설계와 최적화는 경험에 의존할 수 밖에 없어 'PROTAC 설계-합성-시험-분석'이라는 힘든 사이클에 시간과 노력을 쏟고 있는 실정이다. UBIQAS는 PROTAC 기능에 대해 기존 분석법에서는 확인할 수 없는 정밀한 정보를 제공함으로써 관련 연구와 신약개발의 속도를 높이는 데 기여할 것으로 보인다.

한편, 차의과학대학교 백광현 교수는 단백질분해조절 관련 연구를 지난 25년간 수행해 왔으며 특히 탈유비퀴틴화 효소 관련 연구실적은 세계 최고 수준으로 평가된다. 2019년 이후 분자과학 국제저널 (International Journal of Molecular Sciences)의 단백질분해조절효소 특집호에 대한 초청 편집장을 2년 연속으로 맡을 정도로 학계의 인정도 받고 있다.

디앤피바이오텍은 2021년 UBIQAS 출시를 시작으로 UBIQAS를 활용한 신규 바이오마커의 발굴과 PROTAC 동반진단제의 개발, 나아가 단백질분해 신약 후보물질 발굴 등의 단계적 성장전략을 통해 진단을 넘어 신약개발 영역으로 확장해 나갈 계획이다.