[바이오 투자의 정석]의약품의 발전과 프로탁의 진화

김명기 LSK인베스트먼트 대표

[김명기 LSK인베스트먼트 대표] 의약품의 역사는 치료 목표를 몰라 치료할 수 없는 질병 또는 치료 목표는 알고 있었으나 그 목표를 조절할 수 없어 약을 만들지 못했던 질병을 새롭게 치료할 수 있게 되면서 발전한다.

이 같은 접근에서 유전자 치료제는 DNA와 RNA 수준에서 질병을 조절하는 물질을 만드는 것이고 오늘 말할 프로탁은 단백질 수준에서 그동안 조절하지 못했던 단백질을 조절하는 기술이다. 기존의 의약품의 약효는 단백질 표면의 특정한 위치에 약물이 달라붙어 단백질의 기능을 막는 것인데 단백질에 따라 약물이 달라붙을 만한 위치가 없거나 또는 단백질의 응집을 통해 질병이 발생하는 경우 과거의 방법으로는 질병의 발전을 막을 수 없었다.

따라서 위의 문제를 해결하기 위해 필요 없는 단백질을 선택적으로 분해하는 약물의 개발이 필요하게 되었다. 프로탁의 기본 개념은 유비퀴틴-프로테아좀 시스템(Ubiquitin-Proteasome System; UPS)를 이용하여 표적 단백질을 타겟하는 물질이 단백질에 붙고(이때 꼭 단백질의 활성 부위에 붙을 필요가 없는 것이 화합물 의약품과의 차이점이다) E3 바인더가 E3를 끌고 오면 E3는 이 단백질을 기질로 인식하여 유비퀴틴이 단백질에 표시를 할 수 있게 하고 마지막으로 프로테아좀이 이 단백질을 분해하여 제거하게 된다.

따라 프로탁의 기본구조는 표적 단백질에 잘 붙는 물질(화합물)과 E3 바인더를 링커로 연결한 구조이다. 인체내에 E3는 약 600종이 있는데 E3에 결합하는 리간드가 있는 E3는 극히 제한적이어서 많은 회사들이 같은 E3를 사용하여 의약품을 개발하고 있고 이점이 향후 회사들 간의 특허 분쟁 가능성을 높이는 단점이 될 수 있다. 따라서 신규 E3 바인더를 개발한다면 더할 나위 없이 좋은 투자 대상이 될 수 있으나 이 점을 기대하기는 상당히 어려워 대부분의 프로탁 회사는 링커를 개선하여 단백질 분해능을 조절하는 기업들이 대다수라고 볼 수 있다.

또한 E3는 기질 특이성이 매우 크다. 대상 질병에 따라 분해하려는 단백질이 E3의 기질 특이성을 얼마나 만족시킬 수 있는지에 대한 기초자료 검토가 반드시 필요하다. 프로탁은 기존에 약물 개발 대상이 되지 못했던 많은 단백질을 신약개발 대상으로 할 수 있고 화합물 의약품의 부작용을 해결할 수 있는 기반 기술로 주목받고 있어 미국 및 국내 기업들이 많은 투자를 받는 분야라고 할 수 있다. 프로탁과 유사한 기술로는 오토탁이 있다.

차이점이라면 프로탁은 프로테아좀에서 단백질을 분해한다면 오토탁은 오토파고좀을 통해 단백질을 분해하게 된다. 기본적인 구조도 매우 유사해서 목표 단백질에 붙을 수 있는 부분과 오토파지를 발생시키는 물질을 링커로 연결한 구조로 이루어져 있다. 오토탁의 장점은 프로탁에 비해 기질 특이성이 낮다는 점이며 이를 통해 다양한 단백질에 적용할 수 있을 것으로 예상하나 아직은 프로탁에 비해 기초 연구가 적은 것이 단점이 될 수 있다. 하지만 개발 기업 입장에서는 새로운 분야의 기술을 선점할 수 있으며 앞에서 언급한 특허분쟁의 가능성을 낮출 수 있다는 측면에서는 큰 장점을 보유하고 있다고 볼 수 있다.