토토 사이트 히트뉴스

제약·바이오 뉴스, 어렵게 느껴지신 적 있으신가요? 이름도 낯설고, 내용은 온통 복잡한 전문 용어로 가득하니 금세 머리가 아파지죠.'이게 대체 무슨 말이야?'라며 페이지를 닫아버린 경험, 한 번쯤은 있으실 겁니다. 오늘은 요즘 제약·바이오 업계에서 '핫한' 기술, 토토 사이트(Targeted Protein Degradation)를 소개합니다. '토토 사이트? 들어는 봤는데..' 하시는 분들, 잘 오셨습니다! 그게 뭔지, 차근차근 설명해보겠습니다.

우리 몸속에는 수많은 토토 사이트이 존재하며, 이들은 세포의 기능을 돕고 생명 활동을 지원하는 중요한 역할을 합니다. 그러나 그중 일부는 암이나 염증 같은 질병을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 특정 암세포는 정상 세포보다 훨씬 더 많은 양의 특정 토토 사이트을 생성하여, 세포 생존에 필요한 기능을 유지하려고 합니다.

그렇다면, 이런 유해한 단백질을 어떻게 처리할 수 있을까요?이런 문제를 해결하기 위해 여러 치료법들이 개발되고 있습니다. 항체, ADC 등 흔히 알고 계실만한 약물들도 있는가 하면, 또 다른 기전으로 이러한 현상을 막는 약물도 있습니다. 그 중 하나가 바로 앞서 살짝 언급 드렸던 토토 사이트입니다. 기존 약물이 단백질의 작동을 '막는' 데 그친다면, 토토 사이트는 '단백질 자체를 완전히 없애버린다'는 점에서 다른 것이죠. 또 토토 사이트는 세포 내에 있는 효소 및 비효소적 단백질 모두 타깃이 가능해 타깃이 불가능하다고 여겨졌던(undruggable target)단백질도 제거할수 있는 기술이라고 합니다.

토토 사이트의 원리를 이해하려면, 우리 몸속의 청소 시스템을 떠올리면 됩니다. 세포는 필요 없거나 손상된 단백질을 제거하기 위해 유비퀴틴-프로테아좀 경로(Ubiquitin-Proteasome System)라는 고유의 청소 시스템을 사용합니다. 토토 사이트 기술은 이 시스템을 활용하여 문제 단백질을 정확히 찾아 제거합니다.

작동 원리는 아주 간단합니다. 토토 사이트 약물은 먼저 제거해야 할 유해단백질을 찾아냅니다. 그 다음, 이 단백질에 유비퀴틴이라는 작은 단백질 꼬리를 여러 개 붙입니다. 유비퀴틴은 단백질에 부착되어 '이 단백질을 분해하라'는 신호를 보내는 역할을 합니다.

유비퀴틴이 토토 사이트에 붙으면, 그 토토 사이트은 분해를 위한 표적이 됩니다. 이렇게 유비퀴틴은 세포가 필요 없거나 손상된 토토 사이트을 효과적으로 처리할 수 있게 해주는 신호를 전달합니다.유비퀴틴 꼬리가 달린 토토 사이트은 그 후 프로테아좀이라는 세포 내 쓰레기 처리장으로 이동해 완전히 분해됩니다.

여기서 중요한 토토 사이트이 등장합니다. 바로 E3 유비퀴틴 라이게이즈(E3 ubiquitin ligase)입니다. 이름이 조금 복잡해 보일 수 있지만, 간단히 살펴보면 이해가 됩니다. '라이게이즈(ligase)'는 붙인다는 의미죠. 즉, E3 유비퀴틴 라이게이즈는 유비퀴틴을 토토 사이트에 붙이는 역할을 한다는 뜻입니다.

그렇다면 이제 E3 유비퀴틴 라이게이즈가 어떻게 활성화되는지 알아볼까요? 우선, 유비퀴틴을 결합시키는 과정에는 세 가지 유비퀴틴 라이게이즈가 있습니다. 이를 간단히 E1, E2, E3로 부르겠습니다.

먼저, E1은 세포의 에너지인 ATP를 사용하여 유비퀴틴을 활성화시킵니다. 이 활성화된 유비퀴틴은 E2로 전달됩니다. E2는 활성화된 유비퀴틴을 E3로 전달하고, 이 과정에서 E3가 타깃 토토 사이트에 유비퀴틴을 결합시킬 수 있게 도와줍니다.

그럼 토토 사이트 기술이 어디에 쓰일 수 있을까요? 가장 큰 기대를 받고 있는 분야는 암 치료입니다. 예를 들어, "XX사는 토토 사이트 기반 전립선암 치료제를 개발하고 있다." 라는 문구를 보면, 전립선암에서 문제가 되는 단백질을 E3와만나게 하여 결국 프로테아좀으로 보내 분해시켜 제거하는 기전의 물질이라는 의미입니다. 이제 토토 사이트와 조금은 친해지셨겠죠?

여기서 조금만 더 자세히 들여다보면토토 사이트는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있습니다.대표적인 두 가지만 알아봅시다. 1세대 토토 사이트로 표현되는 'PROTAC'과 2세대인 분자접착제(Molecular Glue)가 있습니다.

우선, 국내에서 다수의 회사들이 개발 중인 토토 사이트의 형태는 PROTAC입니다.

PROTAC을 쉽게 표현하면, 한쪽 끝에는 타깃 토토 사이트에 결합하는 물질을, 다른 한쪽 끝에는 E3에 붙는 물질을 넣고, 이들을 링커라는 '밧줄'로 이어놓은 형태입니다.

이렇게 하면 두 토토 사이트이 정확히 결합하여 타깃 토토 사이트에 유비퀴틴을 부착하고, 그 토토 사이트은 프로테아좀으로 분해됩니다.

현재 유빅스테라퓨틱스와 동아ST 등 국내 회사들이 PROTAC 기술 개발에 활발히 참여하고 있습니다. 그중 제넥신은 한 걸음 더 나아가 타깃 바인더와 E3를 링커없이 결합시킨'바이오프로탁'을 개발 중인 것으로 알려졌습니다.

그렇다면 분자접착제(Molecular Glue)는 어떻게 다를까요? 이 물질은 PROTAC보다 더 작은 분자로, 말 그대로 딱풀처럼 작용합니다. PROTAC이 한쪽 끝에서 하나의 토토 사이트을, 다른 끝에서 다른 토토 사이트을 데려오는 방식이라면, 분자접착제는 두 토토 사이트을 딱 붙여주는 역할을 합니다.핀테라퓨틱스는 분자접착제 플랫폼을 보유하고 있으며, PROTAC과 분자접착제 두 가지 기술을 모두 개발하고 있다고 알려져 있습니다.

타깃할 토토 사이트과 E3 유비퀴틴 라이게이즈계열의 토토 사이트이 하도 많기에, 무엇을 선택하느냐, 그리고 어떠한 기술을 갖추고 있느냐 등에 따라 약물 성능이 달라질 수 있을 것입니다.