나노기술 및 정책 정보

• 목록

  단백질은 우수한 생물학적 거동과 매우 특이적인 효능을 나타내기 때문에, 약물 분야에서 관심의 대상이 되고 있다. 맞춤형 약리학적 특성을 가진 단백질 생산이 점차 증가하고 있지만, 체내에서 단백질 의약품의 전달 및 방출 제어는 여전히 문제로 남아 있다.
  독일의 Golm/Potsdam에 위치한 막스플랑크 콜로이드·계면연구소(Max Planck Institute of Colloids and Interfaces)의 Helmuth Möhwald와 베를린 공과대학 (TU Berlin)의 Dmitry V. Volodkin과 Regine von Klitzing이, 리포(liposome)
과 같은 기존의 전달체를 대체할 수 있는 균일한 크기의 순수 단백질 미세구체를 간단하고 저렴하게 그리고 온화한 공정조건에서 생산하는 기술을 개발했다고 Angewandte Chemie 저널에 발표했다.
  단백질을 이용한 나노 및 마이크로 수준의 전달 시스템은, 목표 부위에 약물을 전달하고 장기간 약물이 효능을 지속하도록 사용하는 가장 일반적인 전략이다. 그러나 이 방법의 과제는 단백질의 정확한 양, 크기, 형태, 조성 및 밀도를 갖는 입자를 생산하는 것이다. 이러한 특성은, 높은 생체이용률과 목표 위치에 정확한 속도로 약물을 방출하는데 필수적인 요소이다. 그러나 결정화, 스프레이 건조 또는 리포좀이나 고분자 매트릭스에의 혼합과 같은 기존의 단백질 입자 생산방법으로는 이러한 특성을 제어하기가 어렵다. 또한 이들 공정은 일반적으로 유기 용매, 고온 또는 단백질의 안정성에 영향을 미치는 다른 조건들을 필요로한다는 문제가 있다.
  연구팀은 온화한 조건에서 단백질 입자를 파괴하는 첨가제 없이 균일한 단백질 입자를 제조코자 많은 노력을 기울여왔으며, 드디어 매우 간단하고 저렴한 방법을 개발했다. 개발된 기술을 고전적인 치료 단백질인 인슐린에 테스트한 결과 성공적이었다. 이러한 성공의 열쇠는, 특정크기의 다공성 탄산칼슘 미세구체와 pH 값의 변화에 있다. 약 알칼리성의 수용성 환경 (높은 pH 값)에서, 단백질 인슐린은 용해된다.
  탄산칼슘 구체가 단백질 용액에 첨가되면, 구체의 기공들이 인슐린용액으로 채워진다. 이 용액이 산으로 중화되면 인슐린은 용해되지 않고 기공 안에서 침전된다. 용액을 더욱 산성화시키면, 탄산칼슘 구체가 약산성 용액 안에서 서서히 용해되기 시작한다. 인슐린은 느슨해진 매트릭스로 남게 되며 조밀한 마이크로 크기 구체로 수축된다. 이로서 균일한 크기와 높은 단백질 밀도를 가진 단백질 입자가 제조된다.