효소의 활용

- 설탕 제조: 아밀레이스

- 포도주, 과일주스 투명도 향상: 폴리갈락유로네이스 - 맥주의 투명도: 파파인

- 연육제: 파파인, 키위 단백질분해효소

- 아스파탐의 제조: 더모라이신(thermolysine)

- 제약산업: 항생제  클로람페니콜, 에리뜨로마이신, 스트렙토마이신, 페니실린

- 고지혈증 치료제: HMG-CoA 환원효소

 로바스타틴(Lovastatin)

그림 3-27.

콜레스테롤합성 초기의 효소인 HMG-CoA환원효소(1)의 경쟁적인 방해제 로바스타틴(lovastatin)(2)의 구조.

- 환자의 병리적학적인 증상 확인

- 병의 진단 및 병세의 진전, 증세를 수행 - 조직의 손상

 혈청에서 증가하는 아스파트산아미노이동효소의 측정

- 치료과정의 진전관찰, 수술 후 회복, 이식수술과정의 거부반응

- 심장혈관파괴:

크레아틴인산화효소가 50,000배나 증폭되어 나타남 효소의 의학적 이용

1. 임상에 사용되는 효소

- 간 조직의 파괴 정도: 글루타싸이온-S-이동효소 - 간의 바이러스 감염 시 배출되는 효소:

혈청 아스파트산이동효소

(serum aspartate transferase) 또는 알라닌아미노이동효소

(alanine aminotrasferaseALT)

- 알콜중독, 암전이: γ-글루타밀이동효소를 측정 - 혈전응고: 유로인산화효소

- 페닐알라닌분해:

페닐알라닌하이드록실화효소 투여 - 척추통증의 치료: 단백질분해효소

- 기원전 5세기 히포크라테스

 버드나무잎  통증 제거

- 2300년 후, 1829년 버드나무 껍질  살리신 발견 - 1853년 아스피린의 구조확인

- 1900년 상품으로 발매, 현재 매년 15,000톤 합성, 심장질환치료제

- 20세기 초 디기탈리스  심장촉진제

- 기나피나무(cinchona tree)  퀴닌(quinine) 효소방해제와 신약개발

1. 약물의 발견

- 신약: 현재 상품으로 출시되지 않은 약물질.

약품의 기능, 작용방법, 성능, 효력이 기존제품보다 우수, 부작용이 최소화됨

- 신약의 종류:

1. 천연물 신약

2. 합성신약: 수용체나 효소의 방해제 - 선도화합물(lead compound):

특정 질병에 원인이 되는 수용체나 효소 또는

전사조절물질의 기능을 억제하거나 활성화시킬 수 있는, 우수한 약효를 나타내는 약물후보물질

- 고속처리 탐색기술(high-throughput screening), 조합화학(combinatorial chemistry)기술 발전

- 문고를 제작하여 복합물질로 그 약효를 조사하고, 나중에 단일 물질을 확인하는 방법도 가능

2. 조합화학 및 고속처리탐색

- 합성해야 할 화합물의 수를 크게 줄이는 방법 - 수용체의 구조  결합자리에서 결합친화력증가 - 약물후보물질에 필요한 치환기 및 결합자리에서

수소결합형성의 위치  약물의 설계자료 확보 - 분자모델링  컴퓨터 시뮬레이션 실험

- 시간과 경비 감소

3. 효소의 삼차구조-근거 약물설계

- 약물동력학(pharmackinetics):

인체내의 표적단백질이 분포하는 곳

 충분히 높은 농도로 운반되어야 함.

약물의 전달, 상호작용확인

- ADME: 약물의 absorption(흡수), distribution(분포), metabolism(신진대사)

생체이용률: 약물이 작용하는 위치까지 도달하는

범위와 투여된 양과의 관계는 약물동력학적인 방법에 의해 조사

4. 생체이용률 및 독성시험

경구투여된 약물이 갖추어야 할 조건

1. 위의 강한 산성 환경에서 화학적으로 안정 2. 위장관 세포막을 통해 혈액으로

흡수되어야 함

3. 체내에서 강하게 결합해선 안됨

4. 간의 해독작용에 유도체가 되지 않아야 함 5. 신장을 통해 빨리 배출되어서는 안됨

6. 모세혈관에서 표적조직으로 수송

7. 뇌에 전달의 경우  혈관-뇌 장벽 통과

- 미국: FDA, 한국: 식품의약품안정청 - I상(phase I):

20~100명의 정상적이고 건강한 자원자

 약물후보물질의 안전성, 투여량, 투여방법, 횟수 - II상(phase II):

100~500명, 단일어림시험(약물과 대조물질 중 무엇인지 환자가 모름)

- III상(phase III):

약물효능확인, 장기간의 부작용 감시, II상보다 10배 많은 환자, 이중어림시험(환자, 임상조사자가

모르는 상태)

5. 약물의 임상시험

제품화 이후

- 임상 전 시험: 5,000개  다섯 개 정도 - 만 명당 수명 꼴의 부작용: 허가 취소

- 예: 신경안정제 탈리도마이드  장애아 출생 - “부작용이 전혀 없는 약물은 없다”

- 유전형 결정방법 개발

 개인유전자 기질에 맞게 맞춤약 약물 치료 가능 - 약물유전체학(pharmacogenomics): 개인특성에

맞는 맞춤형 신약 개발