(충남도민일보(도민방송) =종합) 정연호기자/ 오송첨단의료산업진흥재단 (KBIOHealth·이사장 이명수) 신약개발지원센터 연구진은 HDX-MS(수소/중수소 교환 질량분석) 기술을 통해 말라리아 기생충 전파 차단 단백질 항체의 주요 결합 구조 정보(에피토프)를 밝혔다.

이 내용은 세계적인 구조생물학 전문 학술지 Nature Structural & Molecular Biology에 최근 게재되었다.

이번 연구는 Plasmodium falciparum (말라리아를 일으키는 기생충)의 생식세포 표면 단백질인 Pfs48/45의 전장(full-length) 구조를 극저온 전자현미경(cryo-EM)으로 분석하고, 고효능 인간 단일클론항체(mAb)들과의 결합 부위(에피토프)를 원자 수준에서 규명한 결과이다.

KBIOHealth 신약센터 바이오구조설계팀은 이 연구에서 HDX-MS 분석을 수행하여 항체 결합에 따른 단백질 구조 보호 영역을 정량적으로 확인함으로써 주요 항원 결정 부위를 명확히 밝혀내는 데 공헌했다.

참고로 HDX-MS는 단백질의 표면 노출도와 구조적 유연성을 반영하는 분석법으로, 항체가 결합할 경우 해당 결합부위의 중수소 교환 속도가 감소하게 되고 이러한 치환 정도를 비교해 단백질의 결합 부위 및 구조 변화를 설명하는 기법이다. 신약개발지원센터에서는 이 분석을 장비활용기술서비스로 지원하고 있다.

분석 결과, RUPA-71 항체가 결합한 기생충 Pfs48/45 단백질은 D1 도메인의 루프 영역에서 뚜렷한 중수소 교환 감소를 나타냈으며, 이를 통해 해당 루프가 항체에 의해 직접 인식되고 결합하는 에피토프임을 입증했다.

특히, 항체결합의 중심부위는 가장 강한 보호반응을 보여 중요한 역할을 하는 부위로 확인되었다. 이 결과는 음성염색 전자현미경(nsEM) 분석과 돌연변이(mutagenesis) 실험에서도 동일하게 검증되었다.

무엇보다 해당 항체 결합 부위는 말라리아균의 다른 지역 균주 간에도 높은 서열 보존도(conservation)를 보여, 차세대 말라리아 전파 차단 백신의 항원 디자인에 매우 유효한 표적으로 평가되고 있다.

이번 연구는 캐나다 SickKids 병원 및 토론토대학교, 네덜란드 라이덴대학교, KBIOHealth 등 다국적 연구진이 참여한 국제 공동 프로젝트로, 전장 Pfs48/45 단백질에 대한 모든 도메인(D1, D2, D3)을 타깃으로 한 항체 복합체의 3차원 구조를 세계 최초로 규명한 성과이다. 이 연구 결과는 말라리아 백신개발에 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다.

한편, KBIOHealth는 대한민국 의료산업의 글로벌 경쟁력 강화를 위해 맞춤형 지원을 지속적으로 확대해 나갈 계획이다. 상세한 기술지원, 서비스 영역은 홈페이지(www.kbiohealth.kr)를 통해 확인할 수 있다.