[CMN 문상록 기자] 치료제뿐만 아니라 미용 용도로 사용되고 있으나 치명적인 신경독을 가지고 있어 의약용도 외에는 활용에 한계가 있는 ‘보톡스’를 대체할 수 있는 새로운 물질이 개발돼 화제를 모으고 있다.

성균관대학교 유전공학과 권대혁 교수팀은 보건복지부 R&D 사업인 글로벌코스메틱연구개발사업단의 지원을 받아 보톡스(보툴리눔 독소의 상표명)를 대체할 수 있는 ‘저분자 천연물 보톡스’를 개발했다.

또한 ‘저분자 천연물 보톡스’가 어떻게 신경전달을 조절하는 지를 조사해 세계적 화학전문 저널인 ‘Journal of American Chemical Society’ 2016년 3월호에 발표했다.

이번에 개발된 저분자 천연물 보톡스는 ‘신경독’이 없다는 점에 주목받고 있다.

일명 보톡스라 불리는 보툴리눔 신경독은 SNARE라 불리는 막융합 단백질을 절단해 신경 전달 과정을 조절함으로써 주름 제거 등의 목적으로 사용하는 의약품이다.

주름제거뿐만 아니라 다한증, 요실금 등에도 광범위한 치료 효능을 가지고 있어 4조원의 세계 시장을 형성하고 있으며 매년 14%씩 고속으로 시장이 커지고 있다. 그러나 매우 치명적인 신경독을 가지고 있어 전문의의 시술을 통해서만 사용 가능하다는 한계를 가지고 있었다. 이로 인해 용도가 전문의약품으로 한정될 수밖에 없으며 일반의약품이나 화장품 등으로 사용하는 것은 불가능하다는 것이 정설이다.

하지만 이번에 확인된 저분자 천연물 보톡스는 보톡스의 표적이 되는 SNARE 단백질의 구조 변화를 세밀하게 관찰했고 SNARE 단백질이 지퍼가 채워지는 것 같은 단백질 접힘 현상을 통하여 막융합을 일으킨다는 사실에 착안했다.

보톡스처럼 SNARE 단백질을 절단하는 대신, SNARE의 지퍼에 끼어들어서 지퍼 채움을 중간에 정지시킬 수 있으면 보톡스와 유사한 효능을 나타낼 수 있을 것이라 생각한 권 교수팀은 야채와 과일에 풍부하고, 먹어도 안전한 물질인 미리세틴이라고 하는 천연 저분자 플라보노이드가 SNARE 단백질의 지퍼에 끼어든다는 사실을 발견했다.

특히 권 교수팀은 미리세틴은 SNARE의 지퍼가 처음 반은 채울 수 있지만 나머지 반은 못 채운다는 사실과 막융합도 반융합 상태에 머물게 한다는 사실도 발견하고 SNARE 지퍼에 박혀 있는 미리세틴을 효소를 이용해 빼내면 지퍼를 마저 채우면서 막융합이 완성될 수 있다는 사실을 학인했다.

또한 미리세틴의 이러한 성질을 이용해 막의 반융합 상태는 빠르고 동시적(synchronous) 신경전달을 위한 필수적인 중간 과정이라는 사실을 규명하고 약물을 이용해 신경전달 과정을 조절하는 기술의 개발에 성공했다.

미리세틴은 채소와 과일에 풍부하고 안전성이 매우 높은 천연 식용 소재로 보톡스와 유사한 효능을 내도록 하는 기술은 치명적인 독성 때문에 전문의약품으로서 관리되고 병원에서의 시술을 통할 수밖에 없었던 기존의 보톡스와는 달리 화장품의 소재나 일반의약품으로 개발하는 것이 가능해졌기 때문에 산업적으로 가치가 매우 큰 것으로 평가받고 있다.

글로벌코스메틱사업단 박장서 단장은 “이번 성과는 화장품 분야뿐만 아니라 인접분야의 연구와 융합을 통해 새로운 산업영역 발굴과 창조적인 성과를 지향한 그동안의 R&D 지원이 결실을 맺은 것”이라면서 “앞으로 피부과를 비롯한 인접분야와의 공동연구를 통해 연구저변의 확대 및 기술력 향상을 도모해 화장품 산업의 글로벌화 촉진 및 화장품 G-7 국가로의 진입을 앞당기는데 기여하겠다”고 밝혔다.