신약 후보물질들과 표적단백질 간의 결합력 측정
바이오 의약품의 생체 분자 간의 상호작용 특성 분석
[밸류체인타임스=한정민 인재기자] 현재 시장에서 바이오 의약품(생물학적제제+유전자재조합의약품+세포배양의약품+동등생물의약품(바이오시밀러))의 매출 상황을 살펴보면 TOP15 의약품 중에서 6개의 바이오 의약품이 포함되어 있다. 바이오 의약품은 암세포나 질병이 발현되는 표적인자를 표적으로 하여 부작용이 적고 효능이 뛰어나다. 일반 합성의약품은 자가면역 질환이나 암 질환을 치료하는데 한계가 있지만, 바이오 의약품은 이러한 질환에 적용이 가능해 신약 물질로 개발되고 있다.
바이오 의약품은 특성상 생산 단계에서 많은 변화가 존재하고, 단백질의 3차원 구조가 복잡하기 때문에 품질 및 특성을 확인하는 시험법이 존재한다. 순도 시험법(Size-Exclusion Chromatography), 세포를 이용한 역가 시험법(Cell-based Bioassay)을 이용하고 있으며 추가적으로 표면플라스몬공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 기술을 도입하고 있는 추세다.
SPR 원리 (사진 출처 : Journal of Chemical Education, 2013)
표면플라스몬공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 기술은 전기전도도를 가진 금속 박막 표면에서 두 물질이 만나게 되는데, 두 물질이 반응하면 질량이 변한다. 이때 빛은 금속 박막에 전반사되어 반사 각도를 이루며 반대편 감지판에 들어간다. 이에 따른 빛의 굴절률 변화를 측정하는 기술이다.
이 기술을 이용하여 항체의약품에서는 항원 항체 반응, 재조합 단백질 의약품에서는 단백질 간 상호작용, 케미컬 및 저분자 물질과 단백질과의 상호작용 여부 측정에 이용된다. 또한 SPR의 RU(Response Unit, 반응유닛)값을 이용하여 시료 농도 측정, 반응성(Kinetics)을 알 수 있다.
SPR 센서그램 ( 사진 출처 : Journal of Chemical Education, 2013 )
반응성(Kinetics)은 물질 간 결합반응이 일어나는 속도 Ka(Association rate constant, 결합속도상수), 결합이 해리되는 속도 Kd (Dissociation rate constant, 해리속도상수), 결합과 해리 속도가 같아지는 평형상태에서 물질의 농도 비율은 KD (Equilibrium constant, 평형상수)다. KD = Ka / Kd 의 수식으로 이뤄진다.
표적물질과 바이오 의약품 간 결합력이 높으면 SPR의 KD (Equilibrium constant, 평형상수)값이 낮아 효율이 좋은 약물로 판단된다. SPR의 RU 값이 낮으면, 바이오 의약품 주사 시에 투여양을 높이도록 농도를 조절한다.
또한 바이오 의약품의 Kd(Dissociation rate constant, 해리속도상수) 값이 낮으면 반감기가 높아 약효가 좋은 물질이다. 신약 물질 개발 시, 초기 스크리닝 단계에서 SPR 기술을 사용하게 되면 물질의 특성을 비교적 쉽게 알 수 있고 비용과 시간을 절약할 수 있다.
저작권자 © 밸류체인타임스 무단전재 및 재배포 금지
[밸류체인타임스 = 한정민 인재기자]
신약 후보물질들과 표적단백질 간의 결합력 측정
바이오 의약품의 생체 분자 간의 상호작용 특성 분석
[밸류체인타임스=한정민 인재기자] 현재 시장에서 바이오 의약품(생물학적제제+유전자재조합의약품+세포배양의약품+동등생물의약품(바이오시밀러))의 매출 상황을 살펴보면 TOP15 의약품 중에서 6개의 바이오 의약품이 포함되어 있다. 바이오 의약품은 암세포나 질병이 발현되는 표적인자를 표적으로 하여 부작용이 적고 효능이 뛰어나다. 일반 합성의약품은 자가면역 질환이나 암 질환을 치료하는데 한계가 있지만, 바이오 의약품은 이러한 질환에 적용이 가능해 신약 물질로 개발되고 있다.
바이오 의약품은 특성상 생산 단계에서 많은 변화가 존재하고, 단백질의 3차원 구조가 복잡하기 때문에 품질 및 특성을 확인하는 시험법이 존재한다. 순도 시험법(Size-Exclusion Chromatography), 세포를 이용한 역가 시험법(Cell-based Bioassay)을 이용하고 있으며 추가적으로 표면플라스몬공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 기술을 도입하고 있는 추세다.
SPR 원리 (사진 출처 : Journal of Chemical Education, 2013)
표면플라스몬공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 기술은 전기전도도를 가진 금속 박막 표면에서 두 물질이 만나게 되는데, 두 물질이 반응하면 질량이 변한다. 이때 빛은 금속 박막에 전반사되어 반사 각도를 이루며 반대편 감지판에 들어간다. 이에 따른 빛의 굴절률 변화를 측정하는 기술이다.
이 기술을 이용하여 항체의약품에서는 항원 항체 반응, 재조합 단백질 의약품에서는 단백질 간 상호작용, 케미컬 및 저분자 물질과 단백질과의 상호작용 여부 측정에 이용된다. 또한 SPR의 RU(Response Unit, 반응유닛)값을 이용하여 시료 농도 측정, 반응성(Kinetics)을 알 수 있다.
SPR 센서그램 ( 사진 출처 : Journal of Chemical Education, 2013 )
반응성(Kinetics)은 물질 간 결합반응이 일어나는 속도 Ka(Association rate constant, 결합속도상수), 결합이 해리되는 속도 Kd (Dissociation rate constant, 해리속도상수), 결합과 해리 속도가 같아지는 평형상태에서 물질의 농도 비율은 KD (Equilibrium constant, 평형상수)다. KD = Ka / Kd 의 수식으로 이뤄진다.
표적물질과 바이오 의약품 간 결합력이 높으면 SPR의 KD (Equilibrium constant, 평형상수)값이 낮아 효율이 좋은 약물로 판단된다. SPR의 RU 값이 낮으면, 바이오 의약품 주사 시에 투여양을 높이도록 농도를 조절한다.
또한 바이오 의약품의 Kd(Dissociation rate constant, 해리속도상수) 값이 낮으면 반감기가 높아 약효가 좋은 물질이다. 신약 물질 개발 시, 초기 스크리닝 단계에서 SPR 기술을 사용하게 되면 물질의 특성을 비교적 쉽게 알 수 있고 비용과 시간을 절약할 수 있다.
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[밸류체인타임스 = 한정민 인재기자]