[e경제뉴스 장은재기자] 인체 내 유해한 물질을 분해할 수 있는 금나노입자를 바이오의약품인 통풍치료제와 같이 사용하여 통풍 치료의 부작용을 줄이고 치료 효능을 높일 수 있는 새로운 가능성이 제시됐다.
통풍은 요산이 배출되지 않고 우리 몸 안에 쌓여서 생기는 질병이다.
통풍 치료제인 요산분해효소는 요산을 분해하면서 과산화수소를 발생시킨다. 과산화수소는 혈색소에 있는 철을 산화시켜 산소 운반 능력을 떨어뜨려 과산화수소 분해 능력이 약한 환자에게 메트헤모글로빈혈증 같은 부작용을 일으키기도 한다.
통풍치료제인 요산분해효소와 금나노입자를 동시에 사용하여 과산화수소를 물과 산소로 분해할 수 있는 새로운 치료의 가능성을 확인한 것은 권인찬 교수 연구팀(광주과학기술원)이다.
권교수팀은 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구) 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 국제적인 학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Report) 3월 13일자에 게재됐다.
고요산혈증은 혈액 속의 요산의 농도가 비정상으로 높은 상태이다. 이는 신장병, 심순환계 질병, 통풍 등의 질병을 일으킨다고 보고되어 있다. 특히 통풍은 미국의 경우 800만 명 이상의 환자가 있고, 국내에도 30만 명 이상의 환자가 있다고 알려져 있다.
권교수팀은 이번 연구에서 요산분해효소가 요산을 분해할 때 발생하는 과산화수소를 제거하기 위하여 나노입자를 이용했다. 과산화수소를 물과 산소로 분해하는 활성을 가진 여러 나노입자들 중, 인체에 무해하고 화학적으로 안정하다고 알려진 금나노입자를 사용했다.
요산분해효소와 금나노입자의 반응 모식도.
실험 결과 금나노입자가 과산화수소를 분해할 때 생성되는 산소 기포를 확인하였다. 또한 크기가 작은 금나노입자일수록 표면적이 증가하여, 과산화수소를 분해하는 능력이 더 크다는 것을 확인했다.
더불어 요산분해효소가 요산을 분해할 때 금나노입자가 함께 존재하면 요산분해효소의 요산 분해 속도가 증가해 요산분해시간이 금나노입자가 없는 경우와 비교했을 때 5배까지 감소함을 보여주었다.
금나노입자의 과산화수소 분해 활성으로 생성된 산소 기포 사진
요산분해효소가 통풍의 원인이 되는 요산을 분해하면서 부작용을 일으킬 수 있는 과산화수소를 생성하게 되는데, 이 생성된 과산화수소를 인체에 무해한 물과 산소로 분해하기 위해 금나노입자를 사용함으로써 과산화수소로 인한 부작용의 가능성을 줄이면서 요산분해효소의 효능도 향상시킬 수 있다는 것을 보여주었다.
이번 연구는 금나노입자의 과산화수소 분해 활성을 통해 금나노입자가 바이오의약품과 같이 사용 되어 질병치료에 이용될 수 있는 가능성을 보여주었다. 향후에 다양한 활성을 가지고 있는 나노입자들을 바이오의약품과 같이 사용하여 통풍 치료뿐만이 아니라 다양한 질병치료에 이용 할 수 있을 것으로 기대한다.
권인찬 교수는“이번 연구는 통풍치료용 단백질이 활성산소를 발생시키는 문제를 해결하기 위해 요산분해효소와 금나노입자를 같이 사용하였다. 그 결과, 금나노입자를 사용하여 바이오의약품의 약효를 향상시킨 것을 처음으로 보여주었다. 앞으로 동물실험, 임상실험 등으로 나아가야겠지만 통풍, 신장 질환 등 다양한 질병 치료에 적용할 수 있는 새로운 길을 찾았다는 점에서 의미가 있다.”라고 연구의 의의를 설명했다.
