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성과명단백질 코로나, 알츠하이머 치료제 개발 도울 실마리 찾아

Plasmonic nanoparticle amyloid corona for screening Aβ oligomeric aggregate-degrading drugs(Nature Communications (IF: 14.919, 2020년 기준))

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지원사업
중견연구사업, 원천기술개발사업 및 4단계 BK21 사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
고려대학교
연구자
이동택, 윤대성, 이규도
발표일
2021-01-27
조회수
83

단백질 코로나, 알츠하이머 치료제 개발 도울 실마리 찾아


아밀로이드 올리고머 표적 고효율 약물 스크리닝 기술 개발



개요

윤대성 교수(고려대학교) 연구팀이 이정훈 교수(광운대학교), 이규도 교수(고려대학교), 황교선 교수(경희대학교)와 공동으로 나노입자 표면에 단백질 코로나 형태로 아밀로이드 베타 올리고머를 합성, 수많은 화합물 가운데 올리고머만 선택적으로 분해하는 화합물을 탐색(스크리닝)할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 밝혔다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업, 원천기술개발사업 및 4단계 BK21 사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤
니케이션즈(Nature Communications)’에 1월 27일 게재되었다.


연구 내용

합성된 플라즈모닉 나노입자 기반 아밀로이드 코로나를 이용하여 단백질 기반 효소 (Protease XIV 및 Matrix metallopeptidase 9, MMP-9)의 Aβ 올리고머 분해효능을 정량적으로 분석하였다. 특히, MMP-9의 경우 Aβ 올리고머의 구성 성분이 Aβ (1-42) 또는 Aβ (1-40)에 따라 분해 활성이 극명하게 다름을 규명하고 10 fg/ml 수준의 극저농도 효소활성을 검출할 수 있음을 확인했다.
또한 플라즈모닉 나노입자기반 아밀로이드 코로나를 이용하여 알츠하이머를 치료하는데 도움이 된다고 알려진 저분자 화학물질들의 Aβ 올리고머 분해효과를 정량적으로 분석 이에 대한 결과는 전기영동, 투과전자현미경(TEM) 및 극저온 투과전자현미경 (Cryo-TEM) 등을 통해서 교차 검증 그래핀 전계효과 트랜지스터에 Aβ 형태 특이적 항체를 부착하여 아밀로이드 코로나와 반응시킴으로서, 플라즈모닉 나노입자 표면에 생성된 코로나 단백질이 Aβ 올리고머 형태임을 교차 확인했다.


기대 효과

Aβ 아밀로이드 단백질을 플라즈모닉 나노입자 표면에 코로나 형태로 합성하고 이를 이용하여 in vitro 약물 스크리닝 플랫폼을 제시했다. 추가적인 처리과정 (예: 형광 (ThT, Congo red 등) 표지) 이 불필요 하며, 매우 고가인 Aβ를 극소량 (약 50배 이하) 사용함으로서 경제적이다. 384 well-plate 기반의 고효율 약물 스크리닝이 가능하여 약물 발굴에 걸리는 시간과 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있을 것이라 전망했다.


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